技术创新ＧｒｏｕｐＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＭｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎＶｏｌ．３９，Ｎｏ．４，２０２２收稿日期：２０２２－０９－０３作者简介：孙晓军（１９８３—），男，河南南阳人，研究员，研究方向为紧固件热处理与表面处理工艺。文章编号：１００６－３２６９（２０２２）０４－００５１－０３锥齿轮渗碳淬火工艺及其变形分析孙晓军，康根发，许永春，卫伟，时杭，郭军校（河南航天精工制造有限公司河南省紧固连接技术重点实验室，河南信阳４６４０００）摘要：鉴于锥齿轮渗碳淬火工艺复杂，易产生较大变形而影响齿轮的传动质量，用ＤＥＦＯＲＭ有限元分析的方法对锥齿轮渗碳淬火工艺及其变形行为进行了分析。通过调整渗碳淬火工艺参数并进行压淬，减小了锥齿轮大小端的变形。关键词：锥齿轮；渗碳淬火；有限元分析；压淬中图分类号：ＴＨ１６２文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－３２６９．２０２２．０４．００９锥齿轮具有重合度高、传动平稳、承载能力大等优点，被广泛应用于各类机械设备中。锥齿轮的强度和硬度要求较高，制造时常采用渗碳淬火进行强化处理。但是，渗碳淬火工艺复杂，易产生热应力和组织应力而引起较大的变形，影响齿轮的传动质量［１－４］。本文用ＤＥＦＯＲＭ有限元分析方法对锥齿轮渗碳淬火工艺过程及其变形行为进行分析，以期了解锥齿轮渗碳淬火过程的渗碳和相变情况，通过调整渗碳淬火工艺并进行压淬，在满足锥齿轮强度和硬度要求的基础上，减小锥齿轮的变形。１锥齿轮参数、单齿模型与渗碳淬火工艺锥齿轮材料选用ＳＮＣ８１５渗碳钢，其化学成分如表１所示。分析所用锥齿轮参数如表２所示。考虑到运算效率和经济性，分析时对工件进行了简化处理，取锥齿轮的一个齿进行模拟，并将该齿与其余轮齿的接触面作为对称面。对单齿模型划分四面体网格时，将网格数量设定为６００００个。锥齿轮单齿模型的网格划分效果如图１所示。表１ＳＮＣ８１５钢的化学成分ｗｔ％ＣＳｉＭｎＣｒＮｉＦｅ０．１４０．３０．６０．９３余量表２锥齿轮参数模数齿数压力角／（°）９４６２０图１锥齿轮单齿模型的网格划分效果锥齿轮的渗碳工艺为：预热５５０℃，在渗碳炉中强渗２ｈ，碳氛为１．１％；在渗碳炉中扩散２ｈ，碳氛为０．７８％。显然，扩散期与强渗期的时间比为１∶１。锥齿轮的淬火工艺为：初始设计淬火温度为８４０℃；使用快速淬火油进行淬冷时油温为６０℃。２锥齿...
