表面淬火齿轮的硬度与接触疲劳强度关系，请教

zhongdong163

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看到一份齿轮设计的说明书，45钢，分度圆直径在150~250mm之间，齿宽在65mm左右，要求表面淬火，一件40HRC、一件44HRC。进行表面接触疲劳强度计算时，在表中找不到该硬度对应的强度极限，在图中可见到在那个硬度范围，是空白的。看了很久才发现，原来是将MQ那条线延长了后选取对应值的。然后再看弯曲疲劳强度的计算，也是延长了选取对应值的。对此，我有几点疑问:
+ ~3 O3 G1 E' |& _, K" L* v& o1.图上本来没有对应关系的，将它延长了，合适吗？为什么那个硬度范围是的表面接触极限是“空白”的？是不是表面淬火一般可以达到比较高的硬度，即图中的，50HRC 以上？
4 J5 V& {( k3 d& x$ D  ]- p; K5 z2.设计时是不是一般按照中等热处理质量选取有关数值，即图中的MQ线？
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fengyu2908

学习下 研究研究

frazil

你可以看看I型裂纹扩展过程，看看断裂力学中以为裂纹的相关计算内容，再看看疲劳寿命理论。这样算一般场合可以用，只是不太精确。最近身体老是不舒服，没有精力给你详细讲了

zhongdong163

frazil 发表于 2012-4-25 11:50
9 J  u5 d4 D4 x  j你可以看看I型裂纹扩展过程，看看断裂力学中以为裂纹的相关计算内容，再看看疲劳寿命理论。这样算一般场合可 ...

; S; @$ j0 V3 C- X额，又惊动版主了。
) q" e1 L- x& f$ _我完全没接触过这方面的知识啊！正在研究了。我有点疑问，我那个问题，有这么深奥吗？
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frazil

zhongdong163 发表于 2012-4-25 12:57
$ G# \$ N" o# L& F) P7 \/ W& B5 p/ H额，又惊动版主了。
+ W4 `2 b3 e5 c. g; {我完全没接触过这方面的知识啊！正在研究了。我有点疑问，我那个问题，有这么深奥吗 ...

. s2 h$ K& m# o2 r8 D表面接触问题是一个极其复杂的问题，我没有搞明白，目前也没有发现其他人搞明白。我先前说的是针对弯曲的。表面接触是一个综合受力的问题，还有裂纹类型也不同，起裂机理可能也不同。

zhongdong163

frazil 发表于 2012-4-25 13:12
2 {5 G) k' m2 p2 U) W% K表面接触问题是一个极其复杂的问题，我没有搞明白，目前也没有发现其他人搞明白。我先前说的是针对弯曲的 ...

5 v4 l: a: h$ y5 U感觉你把我的问题想复杂了。我那张图是从有关齿轮设计的书上截出来的。
! s7 z) ~& _- O1 c  q      如果表面硬化一定会超过图中曲线的最低点硬度(约51HRC)，则说明那张图中的硬度与接触强度的关系没问题。但是我们按表面接触设计齿轮时，用了超出那张图所示的硬度（低于51HRC），接触强度怎么取？（弯曲强度取值也存在这个问题）要是不能取值，则说明‘表面淬火至40-44HRC’是设计错误。
, s- x0 G7 n; X9 r: u1 `     应该不会是设计错误。所以我猜这个接触强度存在两种取值可能：一是按图中红线所示，作延长线取值，如40HRC对应1080MPa；二是，在MQ线的起点（约51HRC）处作水平线取值，如40HRC---51HRC都对应1160Mpa。
     昨晚我在网上也见到一个人说，图纸要求表面淬火40-45HRC，结果一淬火，硬度到了55HRC。所以我觉得一定有人用过40-50HRC硬度的齿轮，知道那个值怎么选取，因此我觉得这是很简单的事，只要有人现身说法，把那个说明白，我这个问题基本就算解决了，你说的那些，我觉得那是深究了。

frazil

zhongdong163 发表于 2012-4-25 13:46
% n- l  W. C7 t5 \) T% w& U* F感觉你把我的问题想复杂了。我那张图是从有关齿轮设计的书上截出来的。
  W# _& b2 N( A      如果表面硬化一定会超过图 ...

我知道你是从机械设计书上截取的，机械设计书又是从标准上截取的。只能告诉你这个恨安全。至于那片空白，应该是是因为没有测试数据。而且对于接触强度，在滑差较大的情况下，用书上的数据结果相差个十倍八倍的也很正常，我看过别人公开发表的数据，清华大学的。

frazil

zhongdong163 发表于 2012-4-25 13:46
% t3 F2 \/ k6 \3 C! k. P6 x感觉你把我的问题想复杂了。我那张图是从有关齿轮设计的书上截出来的。
      如果表面硬化一定会超过图 ...

你是什么材料，如果是40Cr，那个硬度调质就可以达到

zhongdong163

frazil 发表于 2012-4-25 14:00
我知道你是从机械设计书上截取的，机械设计书又是从标准上截取的。只能告诉你这个恨安全。至于那片空白， ...

+ g7 B1 R3 ?& W  J原来关于齿轮这一块还有这么多。之前我一直在想，高深的我弄不明白，但是基本的我得弄明白吧，现在看来太天真了。 像齿轮这么重要的零件，发展这么久了，居然有这样的空白，真是难以想象。今天早上看到老鹰将这个帖子加精并推荐，难以理解。现在只能苦笑。你手上有那个“清华大学的数据”吗，我也想看看，不知道可不可以？谢谢！
" j! U+ T/ k' r2 l; n此外，我还想版主请教个问题，就是我之前说的那个，图纸要求齿轮表面淬火40-45HRC，结果一淬火，硬度到了55HRC。像这种情况，怎么补救？如果不采取其他措施，对齿轮传动会有什么影响？
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frazil

zhongdong163 发表于 2012-4-25 14:17
( K  v4 C% O, ]+ A+ X+ k原来关于齿轮这一块还有这么多。之前我一直在想，高深的我弄不明白，但是基本的我得弄明白吧，现在看来太 ...

热处理这一块我实际经验不行，你看看从温度还有淬火冷却液上下手吧