某聚丙烯挤压造粒机组主齿轮箱输出齿轮轴运行过程中发生断裂,通过断口分析、理化检验和强度校核,探究了该齿轮轴断裂失效的原因。结果表明,由于对应螺杆轴断裂造成瞬时冲击,导致该齿轮轴出现早期微动撕裂缺陷;在转矩和弯矩的复合交变载荷作用下,萌生早期裂纹并沿轴颈处扩展;当齿轮轴的有效承载面积减小到无法承受正常工作产生的扭转力矩时,齿轮轴发生断裂。另外,齿轮轴颈退刀槽处易形成应力集中,也是开裂的诱因之一。

对同批次生产的齿面未磷化和齿面磷化直齿圆柱齿轮分成未磷化齿轮组;单磷化齿轮组和双磷化齿轮组,分别在齿轮接触疲劳试验机上进行胶合性能试验;同时,利用齿轮测量中心D80检测的试验齿轮的螺旋线曲线来准确计算胶合面积和胶合沟痕的深度。试验表明在相同运转条件下,磷化齿轮出现胶合失效时的加载转矩远大于未磷化齿轮的;磷化齿轮出现胶合失效时的运转次数远多于未磷化齿轮的。由此得出,齿面磷化能显著提高齿轮的抗胶合性能。

某国产液压泵在试验验证过程中发生传动轴断裂。通过对断裂轴的使用工况、强度安全系数校核、工作应力有限元分析、宏观断口检查、微观形貌、化学成分、金相组织、材料硬度等方面的分析,发现液压泵传动轴失效的主要原因是阶梯轴处过渡圆角设计过小,从而造成局部高应力集中以及圆角处热处理未达到技术要求所致。给出了此类传动轴设计改进方法及工艺优化路线,为提高传动轴的使用寿命奠定了基础。

研究了某扶梯变速齿轮的3种不同感应回火工艺,并与传统回火工艺进行了对比。通过分析硬度分布、微观组织以及回火后的残余应力分布,对上述几种工艺进行了评估。结果显示,感应回火次数对硬度、组织及残余应力分布的影响较大。相比单次感应回火工艺,采用传统回火工艺后的齿面和齿根硬度分布较均匀。同时,通过采用多次感应回火工艺能够有效提高硬度分布均匀性,并得到细小的回火马氏体组织,且在齿轮表面形成较小压应力,有利于提高齿轮的韧性和疲劳强度。此外,针对典型的感应回火和传统回火工艺,进行了弯曲疲劳试验,验证了感应回火工艺的可行性。