喷丸和电解抛光对齿轮弯曲疲劳强度的影响

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Influence of shot peening and electr0p0lishing onbending fatigue strength of gearZhao Xiangfei，Tian Yan(1.China Productivity Center for Machinery，China Academy of Machinery Science and Technology，Beijing 100044，China；2.Computerand Information Technology Academy，Nanyang Normal University，Nanyang，Henan 473061，China)Abstract：To improve the bending fatigue strength of involute gear，the influences of shot peening inten-sity，coverage and electropolishing on surface integrity and bending fatigue limit were investigated.Basedon meshing theory and ANSYS Parametric Design Language(APDL)，the parametric finite element modelof gear was established.The bending fatigue strength of gear teeth was calculated and analyzed by AN-SYS/FE -SAFE software.The results show that carburizing gear bending fatigue limit from software simu-lation is larger than test result.There are optimum technic parameters for shot peening，and high intensi-ty and coverage may be prejudicial to bending fatigue limit.Electropolishing after shot peening can fur-ther improve surface integrity to increase the bending fatigue strength of involute gear，but the strengthe-ning effect is determined by the initial shot peening parameter。

Key words：involute gear；bending fatigue；shot peening；electropolishing；ANSYS/FE -SAFE齿轮是机械装备中大量使用的关键基础构件，是决定机械装备使用寿命的重要因素之-，其主要失效模式为齿根弯曲疲劳和齿面接触疲劳.但随着齿轮热处理技术(如渗碳淬火、高频淬火和氮化处理等)和齿轮磨削技术的应用发展，齿面接触强度得到显著提高，但却增加了发生弯曲疲劳破坏的可能 .Miao H.Y.和 Wang Shengping等 - 指出喷丸强化能够使材料表面引入残余压应力和造成表面收稿日期：2012-03-O1基金项目：河南戍础与前沿技术研究项目(122300410306，1 12300410235)作者简介：赵向飞(1984-)，男，河北保定人，博士研究生(zhaoxiangfei88###163.con1)，主要从事机械传动的研究。

田 燕(1979-)，女，河南南阳人，讲师(54302842###qq.corn)，主要从事工作流建模、软件工程的研究同喷丸强度下，200%和 100%喷丸覆盖率对残余压应力影响不大；200%喷丸覆盖率可对较高喷丸强度下的丸坑有整平作用，进而有利于减小表面粗糙度。

3)电解抛光不仅能够减小表面粗糙度，提高表面完整性，而且能将最大残余压应力转移到表层，进而提高弯曲疲劳极限.但如残余应力层太薄，电解抛光会将残余应力层去除，使齿轮弯曲疲劳极限相对减低。

4)通过 ANSYS FE-SAFE对渗碳淬火齿轮进行弯曲疲劳寿命仿真，为齿轮弯曲疲劳试验提供依据，但仿真结果只考虑了粗糙度和应力集中系数，忽略其他表面损伤等，因此弯曲疲劳极限值相比试验值偏大。