本书针对直齿轮采用“渗碳—温挤”技术所涉及的理论、方法和工艺进行系统论述。包括：硬齿面直齿轮不均匀渗碳层厚度分布的计算方法、齿轮用钢20CrMnTi渗碳后本构关系的数学模型、直齿轮温挤成形工艺、直齿轮“渗碳—温挤”渗碳层的流动规律及控制方法、采用“渗碳—温挤”直齿轮技术的优越性能七章等内容。本书可作为研究齿轮精密塑性成形、齿轮热处理的工程技术人员或高等院校相关专业师生参考。
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第一章 绪论 111.1 引言 11
1.2 齿轮制造技术国内外研究现状及发展趋势 121.2.1 硬齿面齿轮是齿轮传动发展的主要趋势 12
1.2.2 渗碳淬火处理是硬齿面齿轮加工的主要方法 13
1.2.3 我国齿轮制造技术亟待改进 14
1.3 齿轮温精密塑性成形技术是齿轮制造技术的发展方向 151.3.1 齿轮精密塑性成形是齿轮制造工艺发展方向之一 15
1.3.2 国内外齿轮精密塑性成形发展状况 16
1.3.3 温挤压工艺是齿轮精密成形有前途的工艺方法 19
1.4 “渗碳—温挤"技术是硬齿面齿轮制造的有效途径 211.4.1 硬齿面齿轮生产方式及存在的问题 21
1.4.2 提高硬齿面齿轮性能的技术途径 22
1.5 齿轮“渗碳—温挤"成形的关键技术及其研究状况 231.5.1 齿轮“渗碳—温挤"成形研究的现状 23
1.5.2 直齿轮“渗碳—温挤"成形的关键技术 24
1.5.3 齿轮“渗碳—温挤"关键技术的研究状况 25
1.6 直齿轮“渗碳—温挤"成形技术意义 29
1.7 本书主要内容 30
第二章 齿轮渗碳层深度分布模型建立 322.1 引言 32
2.2 齿轮失效概述 332.2.1 齿轮失效类型 33
2.2.2 齿轮失效主要形式 38
2.3 硬齿面齿轮接触疲劳失效分析 392.3.1 齿轮渗碳、渗碳层深度、有效硬化层深度的概念 39
2.3.2 齿轮啮合时接触区域的应力分析 40
2.3.3 硬齿面齿轮接触疲劳失效的力学条件 42
2.4 硬化层深度的确定 452.4.1 齿面接触疲劳强度决定的有效硬化层深度 47
2.4.2 齿根弯曲疲劳强度决定的有效硬化层深度 49
2.5 渗碳层分布模型 51
2.6 小结 54
第三章 渗碳20CrMnTi温变形规律及数学模型 553.1 引言 55
3.2 实验方案 55
3.3 实验及结果 59
3.4 实验数据处理 633.4.1 摩擦系数 63
3.4.2 等效应力与等效应变 65
3.5 渗碳20CrMnTi温变形力学特性 713.5.1 应变对流变应力的影响 71
3.5.2 温度对流变应力的影响 72
3.5.3 含碳量对流变应力的影响 74
3.5.4 应变速率对流变应力的影响 75
3.6 渗碳20CrMnTi温变形力学模型及流变方程 753.6.1 渗碳20CrMnTi温变形力学模型 75
3.6.2 渗碳20CrMnTi温变形流变方程 77
3.7 小结 81
第四章 直齿轮精密成形技术 834.1 引言 83
4.2 直齿轮精密塑性成形技术分析 834.2.1 凹模浮动法 84
4.2.2 径向分流法 85
4.3 直齿圆柱齿轮切向分流成形技术 874.3.1 直齿圆柱齿轮切向分流成形原理 87
4.3.2 直齿圆柱齿轮切向分流成形技术特点 89
4.3.3 直齿圆柱齿轮切向分流成形工艺参数 90
4.4 齿轮成形精度控制研究 924.4.1 冷整形量确定的意义 92
4.4.2 冷整形量的计算 94
4.4.3 齿轮单侧冷整形量 96
4.4.4 齿轮精整坯件基本参数 97
4.4.5 实验验证 98
4.5 小结 100
第五章 齿轮渗碳层流动数值模拟 1015.1 引言 101
5.2 直齿轮“渗碳—温挤"切向分流成形渗碳层流动过程分析 1025.2.1 渗碳层流动过程分析 102
5.2.2 影响渗碳层流动的主要因素 103
5.3 数值模拟方案 1045.3.1 基本假设 104
5.3.2 模拟软件 104
5.3.3 模拟模型 106
5.4 预成形时渗碳层流动数值模拟 1075.4.1 模具参数 107
5.4.2 模拟结果 108
5.4.3 模拟结果分析 112
5.5 终成形凹模圆角半径及成形温度对渗碳层分布的影响 1145.5.1 模具参数、成形温度 114
5.5.2 模拟结果 114
5.5.3 模拟结果分析 116
5.6 小结 117
第六章 直齿轮“渗碳—温挤"渗碳层流动模拟试验 1196.1 引言 119
6.2 实验方案及实验条件 1196.2.1 实验方案 119
6.2.2 实验条件 120
6.3 实验过程 1236.3.1 挤压过程 123
6.3.2 试样制取 123
6.4 实验结果 127
6.5 实验结果分析 130
6.6 小结 131
第七章 直齿轮“渗碳—温挤"工艺实验及组织性能 1337.1 引言 133
7.2 实验及实验结果 1337.2.1 实验目的 133
7.2.2 实验材料 134
7.2.3 实验用设备及仪器 134
7.2.4 实验过程及结果 135
7.3 实验结果讨论 1487.3.1 渗碳层分布与工艺的关系 148
7.3.2 “渗碳—挤压"对晶粒大小的影响 149
7.4 小结 154
结语 155
参考文献 158
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