Исследование и совершенствование технологии изготовления рабочих поверхностей зубчатых колес ГТД с использованием электроэрозионной обработки

• Автор: Шеховцева, Евгения Владимировна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Рыбинск
• Количество страниц: 208 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАНЕЕ ВЫПОЛНЕННЫХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ ПРОЧНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ГТД
1.1 Обоснование выбора объекта исследований
1.2 Требования к цилиндрическим зубчатым передачам современных ГТД и технология их изготовления
1.3 Применяемые материалы и технологические методы повышения контактной прочности зубчатых колес современных ГТД
1.3 Л Материалы, химико-термическая обработка зубчатых колес
1.3.2 Технологические методы повышения эксплуатационных свойств зубчатых колес
1.4 Особенности повреждаемости зубьев зубчатых колес ГТД
1.4.1 Усталостная поломка зубьев
1.4.2 Усталостное выкрашивание поверхности зубьев (питтинг)
1.4.3 Задир поверхности при заедании
1.4.4 Другие виды разрушения
1.4.5 Конструктивные и технологические особенности, влияющие на ресурс работы зубчатых передач
1.5 Методы исследования контактной прочности зубчатых колес
1.5.1 Оценка контактной прочности зубчатых колес
1.5.2 Оценка износостойкости материалов деталей зубчатых передач на лабораторных машинах трения
1.5.3 Оценка контактной прочности цилиндрических зубчатых колес
1.6 Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ НА КОНТАКТНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ
2.1 Влияние технологии изготовления на контактное взаимодействие
2.2 Влияние условий эксплуатации на пятно контакта
2.3 Разработка технологических и эксплуатационных мероприятий по обеспечению пятна контакта зубчатых колес, изготовленных электро-эрозионной обработкой
2.4 Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ
3.1 Электроэрозионная обработка зубьев венца блока зубчатых колес
3.2 Исследование качества поверхностного слоя деталей
3.3 Исследование возможностей методов химико-термической обработки зубьев, изготовленных электроэрозионной обработкой
3.3.1 Ионное азотирование
3.3.2 Нитроцементация
3.3.3 Обоснование выбора метода химико-термической обработки
3.4 Сопоставление качества поверхностного слоя зубьев после изготовления зубчатых колес по серийной технологии и с применением электроэрозионной обработки
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОНТАКТИРУЕМЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС
4.1 Методика проведения исследования
4.1.1 Используемое оборудование
4.1.2 Объекты исследования
4.1.3 Методика определения контактной усталости
4.1.4 Определение изменения шероховатости в процессе работы контактируемых пар
4.1.5 Определение изменения микротвердости контактируемых пар
4.2 Результаты экспериментального исследования
4.2.1 Определение контактной усталости контактируемых поверхностей
4.2.2 Определение изменения шероховатости контактируемых поверхностей в процессе работы
4.2.3 Определение изменения микротвердости контактируемых пар в процессе эксплуатации
4.2.4 Определение микроструктуры контактируемых поверхностей
4.3 Определение зависимости контактной прочности от параметров поверхностного слоя контактируемых поверхностей
4.4 Выводы по главе
ГЛАВА 5. ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ РАЗРАБОТАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ЕГО ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
5.1 Обоснование целесообразности применения электроэрозионной обработки для изготовления закрытых цилиндрических венцов цельных блоков зубчатых колес ГТД
5.2 Технико-экономическое обоснование электроэрозионной обработки венца блока зубчатых колес
5.2.1 Обоснование выбора объекта исследований
5.2.2 Затраты на оплату труда и отчисления
5.2.3 Затраты на оборудование и оснастку

уровень вибрации, шума, силовых характеристиках, прочности деталей и узлов, потери на трение, динамические нагрузки.
Первые три пункта классификации заслуживают особого внимания применительно к авиационной технике, так как такие повреждения способны ограничить надежность авиадвигателей. Они являются наиболее типичными для зубчатых пар. Краткая качественная характеристика перечисленных повреждений приведена ниже.
1.4.1 Усталостная поломка зубьев
Вследствие внезапности появления, поломка зуба является весьма опасным видом разрушения [41]. В подавляющем большинстве случаев она носит усталостный характер, поскольку каждый зуб входит в зацепление периодически, кроме этого в процессе зацепления меняется плечо приложения силы, то есть изменяется величина изгибающего момента. Напряжения при изгибе, превышающие предел выносливости, вызывают появление микротрещин (рис.
1.4). В зависимости от конструкции передачи и характера ее работы может разрушаться лишь часть зубьев (рис. 1.5). Трещина появляется в торцевой поверхности колеса у основания зуба (рис. 1.6) и распространяется по длине зуба наклонно к его вершине [42, 43].
трещина
Рис. 1.4. Распространение изгибной усталостной трещины у основания зуба