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高强度汽车齿轮表面强化技术的研究现状和发展趋势 被引量:28
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作者 陈勇 臧立彬 +1 位作者 巨东英 贾森 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-15,共15页
齿轮的强度和使用寿命是制约我国汽车及其他高端机电装备国产化的重要因素。根据近年来国际上高强度汽车齿轮研究与应用成果表明,表面强化技术已经成为实现高强度齿轮的疲劳极限、疲劳耐久寿命和最佳摩擦因数等高性能要求的核心技术。... 齿轮的强度和使用寿命是制约我国汽车及其他高端机电装备国产化的重要因素。根据近年来国际上高强度汽车齿轮研究与应用成果表明,表面强化技术已经成为实现高强度齿轮的疲劳极限、疲劳耐久寿命和最佳摩擦因数等高性能要求的核心技术。尤其是对齿轮主要材料中合金成分影响和齿轮弯曲疲劳和接触疲劳破损机理的研究、开发齿轮的汽车齿轮渗碳和碳氮共渗等热处理新技术、以及强力喷丸、微粒喷丸、复合喷丸、磷酸锰转化涂层、二硫化钼与微粒子复合喷涂等表面强化等新技术都越来越受到到国内外的重视。文中根据表面强化技术的最新研究现状,重点论述了齿轮在应用中经常出现的主要损伤形式以及最新的防止损伤的一些表面强化新技术,阐述了这些新技术的表面强化机理和应用效果;同时分析了高强度齿轮表面强化技术面临的问题和发展趋势。 展开更多
关键词 高强度齿轮 疲劳强度 疲劳寿命 表面强化技术 强化机理
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二级行星齿轮减速器齿向修形优化设计 被引量:18
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作者 沈浩 熊禾根 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第11期150-152,157,共4页
通过齿向修形,提高了行星轮系的传动性能和寿命。以某水泥搅拌车的二级行星齿轮减速器为研究对象,利用Romax designer建立了该减速器的传动模型,并通过齿向修形的方法来提高系统传动的平稳性、减小振动和噪音。通过对该模型进行疲劳强... 通过齿向修形,提高了行星轮系的传动性能和寿命。以某水泥搅拌车的二级行星齿轮减速器为研究对象,利用Romax designer建立了该减速器的传动模型,并通过齿向修形的方法来提高系统传动的平稳性、减小振动和噪音。通过对该模型进行疲劳强度分析和齿轮箱传动误差分析,发现高速级太阳轮与行星轮传动误差较大,低速级太阳轮与行星轮接触强度和弯曲强度安全系数较低。采用齿向修形的方法分别对这两组齿轮进行不同程度的齿向鼓形修形和齿向斜度修形,并在Romax designer中再次进行仿真分析。结果表明,高速级太阳轮与行星轮传动误差减小,低速级太阳轮与行星轮接触强度和弯曲强度安全系数提高,优化后的轮系传动性能和寿命得到了明显改善。 展开更多
关键词 行星齿轮减速器 疲劳强度 传动误差 齿向修形
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齿轮接触疲劳强度计算方法的探讨 被引量:10
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作者 陶振荣 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第7期15-17,共3页
介绍了一种将齿轮接触疲劳强度的常规设计与可靠性设计相结合的改进计算方法。用常规设计方法计算齿轮的初始尺寸,同时用可靠性设计方法计算可靠性安全系数及可靠度。在保证齿轮合理可靠度的条件下,通过对计算结果的评价与调整,使齿轮... 介绍了一种将齿轮接触疲劳强度的常规设计与可靠性设计相结合的改进计算方法。用常规设计方法计算齿轮的初始尺寸,同时用可靠性设计方法计算可靠性安全系数及可靠度。在保证齿轮合理可靠度的条件下,通过对计算结果的评价与调整,使齿轮的尺寸减小。供广大机械设计工作者在齿轮的小型化设计中选用。 展开更多
关键词 齿轮 接触疲劳强度 计算方法
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GTF发动机行星齿轮传动系统设计技术研究 被引量:11
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作者 侯明曦 李锦花 +2 位作者 张茂强 邢彬 史妍妍 《航空发动机》 2014年第2期61-64,共4页
行星齿轮传动系统作为齿轮驱动风扇(Geared Turbofan,GTF)发动机的关键部件,其传动功率大、空间结构紧凑、工作条件恶劣。为突破该部件设计关键技术,并为国内GTF发动机结构设计积累经验,在GTF发动机齿轮传动系统概念设计的基础上,开展... 行星齿轮传动系统作为齿轮驱动风扇(Geared Turbofan,GTF)发动机的关键部件,其传动功率大、空间结构紧凑、工作条件恶劣。为突破该部件设计关键技术,并为国内GTF发动机结构设计积累经验,在GTF发动机齿轮传动系统概念设计的基础上,开展了其初步设计,对齿轮进行疲劳强度分析;采用齿轮宏观参数优化和微观修形设计方法,提高齿轮承载能力,减小传递误差,改善齿轮接触区应力分布,提高齿轮传动系统的运动平稳性。 展开更多
关键词 行星齿轮 齿轮驱动风扇发动机 齿轮传动系统 疲劳强度 接触区
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考虑齿间滑动摩擦的齿轮接触疲劳强度计算 被引量:9
5
作者 廖海平 曾翠华 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第9期11-13,共3页
齿轮啮合中轮齿间除了滚动接触外还存在相应的滑动接触,使轮齿间具有较大的摩擦力,针对传统赫兹理论形成的齿面接触疲劳强度计算没有考虑齿间摩擦,将摩擦系数引入计算公式,并给出相应摩擦系数的计算。
关键词 轮齿 接触疲劳强度 摩擦系数 滑动摩擦
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齿轮的精密热处理及抗疲劳制造探讨 被引量:10
6
作者 卢金生 李宝奎 《机械传动》 北大核心 2019年第3期170-175,共6页
追溯了齿轮制造技术的发展历程,比较了三代制造技术的特征,阐释了"无应力集中"抗疲劳制造的先进性。探讨了作为关键基础技术的3种齿轮表层硬化精密热处理技术——渗碳、氮化、感应淬火的工艺发展状况、先进工艺及力学性能等,... 追溯了齿轮制造技术的发展历程,比较了三代制造技术的特征,阐释了"无应力集中"抗疲劳制造的先进性。探讨了作为关键基础技术的3种齿轮表层硬化精密热处理技术——渗碳、氮化、感应淬火的工艺发展状况、先进工艺及力学性能等,从优化控制表面变质层的硬度梯度、残余应力场、组织结构及减小热处理畸变入手,创新发展齿轮的精密热处理,大幅度地提高齿轮的抗疲劳性能,从而解决齿轮结构重、寿命短、可靠性差的"三大问题"。预测齿轮抗疲劳精密热处理的发展趋势是"超硬化"、"深层化"、"复合化"、"真空离子化"等。 展开更多
关键词 齿轮精密热处理 抗疲劳制造 表层硬化 齿轮疲劳强度
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航空发动机附件机匣结构设计及齿轮强度分析 被引量:10
7
作者 郭梅 邢彬 史妍妍 《航空发动机》 2012年第3期9-11,共3页
以适应某型航空发动机功能要求设计的附件机匣为研究对象,将国内外先进设计理念融入结构设计和强度分析中。采用高可靠性结构设计方法进行齿轮、轴承等重要传动部件设计;分析了齿轮疲劳强度,考虑了壳体、轴的实际刚度对齿轮疲劳强度的影... 以适应某型航空发动机功能要求设计的附件机匣为研究对象,将国内外先进设计理念融入结构设计和强度分析中。采用高可靠性结构设计方法进行齿轮、轴承等重要传动部件设计;分析了齿轮疲劳强度,考虑了壳体、轴的实际刚度对齿轮疲劳强度的影响,使分析结果更接近真实情况。该附件机匣随发动机累计试车超过300 h仍工作状态良好,表明其结构设计合理,能够满足发动机附件传动功能要求。 展开更多
关键词 附件机匣 齿轮 轴承 疲劳强度 航空发动机
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强化方法对重载齿轮弯曲疲劳强度影响的研究现状与建议 被引量:9
8
作者 李彩云 邢志国 +3 位作者 赵向伟 王海斗 李国禄 石佳东 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第21期21146-21154,共9页
齿轮传动系统以传动比准确、稳定可靠、寿命长、效率高、结构紧凑等优点,被广泛应用于各种机械设备中,直接决定着整机产品的性能。重载齿轮的主要失效模式是磨损、点蚀、胶合与断裂,其中,断裂带来的灾难和损失最大,而断裂失效中又以弯... 齿轮传动系统以传动比准确、稳定可靠、寿命长、效率高、结构紧凑等优点,被广泛应用于各种机械设备中,直接决定着整机产品的性能。重载齿轮的主要失效模式是磨损、点蚀、胶合与断裂,其中,断裂带来的灾难和损失最大,而断裂失效中又以弯曲疲劳断裂为主。近年来,有关重载齿轮的研究成果表明,表面强化技术已成为实现重载齿轮的高弯曲疲劳极限和长弯曲疲劳耐久寿命等高性能要求的核心技术。然而,随着军用车辆、舰艇、航空航天器、高速铁路设施等技术的进步与发展,其动力传动机构进一步要求重载齿轮具有高质量、高效率、低变形、低成本的“二高二低”等特点,传统单一的表面强化技术已难以满足重载齿轮表面性能的要求。因此,研究具有“二高二低”的重载齿轮表面强化方法显得极为迫切。近年来,一些新型的表面强化技术和表面复合强化技术正在替代传统的表面强化技术,如机械能表面强化技术、高能束表面强化技术及复合表面强化技术等已经在重载齿轮表面强化的处理上得到了一定的应用,并取得了良好的工程实用效果。通过复合多种表面强化技术,比如热喷涂与喷丸相结合的复合强化工艺等,可以实现齿轮综合性能的协同提升。本文简要分析了重载齿轮服役工况与弯曲疲劳失效机理,总结了残余应力、粗糙度、渗层在重载齿轮服役过程中的重要作用。综述了不同表面强化技术在重载齿轮中的研究和应用现状,其中微粒喷丸、激光喷丸、稀土催渗、脉冲磁场强化等表面强化新技术越来越受到国内外研究者的重视。文中阐述了这些强化技术的基本原理、技术特点和应用效果,最后就今后重载齿轮强化的发展提出了若干建议,以期为工业应用中重载齿轮的使用提供参考,提高其服役安全性。 展开更多
关键词 重载齿轮 弯曲疲劳强度 表面性能 齿轮强化方法
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直齿轮啮合疲劳强度的有限元仿真与失效分析 被引量:9
9
作者 程文冬 曹岩 《西安工业大学学报》 CAS 2010年第3期239-242,共4页
齿轮啮合疲劳强度的理论计算和虚拟仿真均与实际啮合情况存在偏差,两者的精度值得讨论.首先在UG环境下建立标准渐开线直齿轮模型,再运用UG有限元工具对轮齿进行了齿根弯曲疲劳强度与齿面接触疲劳强度的力学仿真,最后对虚拟仿真与理论算... 齿轮啮合疲劳强度的理论计算和虚拟仿真均与实际啮合情况存在偏差,两者的精度值得讨论.首先在UG环境下建立标准渐开线直齿轮模型,再运用UG有限元工具对轮齿进行了齿根弯曲疲劳强度与齿面接触疲劳强度的力学仿真,最后对虚拟仿真与理论算法的结果进行了比较分析.结果表明:齿根弯曲应力和齿面接触应力分布图符合理论推断,但理论计算忽略了轮齿受到的径向压应力,有限元仿真的边界载荷条件更为真实,但结果应当引入载荷因数K.本文在同一软件环境中实现了齿轮的CAD与CAE,为齿轮的建模、仿真提供了设计参考与误差分析的思路,有助于提高齿轮设计的效率和质量. 展开更多
关键词 齿轮 UG 疲劳强度 有限元分析
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兆瓦级风电偏航减速机行星齿轮疲劳仿真分析 被引量:9
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作者 鄂加强 李光明 +2 位作者 张彬 董江东 朱浩 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期32-38,共7页
针对兆瓦级风电偏航减速机的运行工况,采用Pro/E对新型风电偏航减速机进行了虚拟装配,利用Pro/E与ANSYS之间的接口技术建立了新型风电偏航减速机行星齿轮接触模型,模拟行星齿轮运转过程中的接触应力变化.结果表明:行星齿轮初始啮合最大... 针对兆瓦级风电偏航减速机的运行工况,采用Pro/E对新型风电偏航减速机进行了虚拟装配,利用Pro/E与ANSYS之间的接口技术建立了新型风电偏航减速机行星齿轮接触模型,模拟行星齿轮运转过程中的接触应力变化.结果表明:行星齿轮初始啮合最大接触应力为395MPa,啮合过程最大应力为460MPa,但仍小于行星齿轮材料的屈服极限.通过对兆瓦级风电偏航驱动减速机行星齿轮疲劳载荷和42CrMo材料的S-N曲线分析,结果显示齿轮轮齿的疲劳寿命为125 800次,累计疲劳系数为0.725 01,能满足兆瓦级风电偏航减速机行星齿轮设计与运行要求. 展开更多
关键词 偏航驱动减速机 行星齿轮 有限元 强度 疲劳强度
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基于Monte-Carlo模拟的小样本下齿轮疲劳极限计算方法及软件开发 被引量:4
11
作者 李扬 刘怀举 +2 位作者 魏沛堂 毛天雨 陈地发 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期185-192,共8页
齿轮疲劳极限评估Dixon-Mood(D-M)法的试验样本需求量较大,标准差估计值存在较大偏差,因此基于Monte-Carlo模拟提出小样本的齿轮疲劳极限分析方法(CQUboot),并结合大量弯曲疲劳极限试验对D-M法和CQUboot法进行了对比分析。与GB/T 14230... 齿轮疲劳极限评估Dixon-Mood(D-M)法的试验样本需求量较大,标准差估计值存在较大偏差,因此基于Monte-Carlo模拟提出小样本的齿轮疲劳极限分析方法(CQUboot),并结合大量弯曲疲劳极限试验对D-M法和CQUboot法进行了对比分析。与GB/T 14230—2021《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》推荐的20~22个样本计算结果相比,样本量降至12时,D-M法的最大误差为15.76%~24.99%,CQUboot法为8.02%~12.98%;以12.66%为疲劳极限预估允许的最大误差时,D-M法至少需要10~18个样本点,CQUboot法只需8个样本点。 展开更多
关键词 齿轮疲劳极限 Dixon-Mood法 MONTE-CARLO模拟 试验验证 软件开发
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20CrMnMo渗碳淬火齿轮的接触疲劳强度 被引量:6
12
作者 易秉钺 陈键 周建梁 《北京科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第5期530-536,共7页
对齿面硬度HRC62的20CrMnMo渗碳淬火齿轮,进行了接触疲劳运转试验,获得33个试验数据。经过数据处理,绘制出R—S—N曲线,可靠度0.99,循环基数5×10~7,其齿面接触疲劳极限应力为1571.6N/mm^2。通过电镜等,对齿面损伤特性进行了宏观和... 对齿面硬度HRC62的20CrMnMo渗碳淬火齿轮,进行了接触疲劳运转试验,获得33个试验数据。经过数据处理,绘制出R—S—N曲线,可靠度0.99,循环基数5×10~7,其齿面接触疲劳极限应力为1571.6N/mm^2。通过电镜等,对齿面损伤特性进行了宏观和微观的分析,获得一些有益的观点,提出一些有效的技术措施。 展开更多
关键词 渗碳淬火齿轮 接触疲劳强度 齿轮
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基于摩擦的斜齿轮齿面接触疲劳强度计算 被引量:6
13
作者 李秀莲 董晓英 曹清林 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期123-124,共2页
针对工程上在进行齿轮强度计算时不计齿间摩擦力的问题,通过系统地分析、研究,在建立齿面受力数学模型的基础上,推导出包含齿间摩擦力在内的斜齿轮轮齿表面接触疲劳应力计算公式。研究结果表明。
关键词 强度计算 齿面 斜齿轮 应力计算公式 接触疲劳强度 齿轮轮齿 摩擦力 数学模型 研究结果 表面
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采煤机行星机构齿轮设计 被引量:6
14
作者 陈长霞 李玉明 耿卫东 《煤矿机械》 2015年第12期11-13,共3页
简要介绍了齿轮变位、疲劳强度校核计算以及齿轮修形等方面对提高采煤机用行星机构可靠性的影响,并以MG730WD采煤机截割部行星机构为例,对变位前后太阳轮和行星轮的计算接触应力进行了比较。结果表明,齿轮变位后齿轮计算接触应力减小,... 简要介绍了齿轮变位、疲劳强度校核计算以及齿轮修形等方面对提高采煤机用行星机构可靠性的影响,并以MG730WD采煤机截割部行星机构为例,对变位前后太阳轮和行星轮的计算接触应力进行了比较。结果表明,齿轮变位后齿轮计算接触应力减小,且经实践证明变位齿轮经修形后能有效减小工作过程中的冲击振动,提高了齿轮的使用寿命。 展开更多
关键词 齿轮变位 疲劳强度 齿轮修形
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变速箱六档齿轮断裂分析及解决措施 被引量:6
15
作者 刘胜 尹张浩 +2 位作者 仲大伟 陈云华 赵佳奇 《理化检验(物理分册)》 CAS 2013年第3期191-193,共3页
对频繁出现轮齿早期断裂的变速箱六档齿轮进行了分析。通过对齿轮断裂特征、显微组织、硬度等方面的综合分析,确定了其断裂形式为低应力高周疲劳断裂。由裂纹扩展过程判断齿轮轮辐设计强度不足是导致其大批量早期疲劳失效的根本原因。... 对频繁出现轮齿早期断裂的变速箱六档齿轮进行了分析。通过对齿轮断裂特征、显微组织、硬度等方面的综合分析,确定了其断裂形式为低应力高周疲劳断裂。由裂纹扩展过程判断齿轮轮辐设计强度不足是导致其大批量早期疲劳失效的根本原因。据此通过改进齿形、油孔等设计措施,降低齿根部的设计应力水平,解决了这一问题。 展开更多
关键词 变速箱 齿轮 低应力高周疲劳 弯曲疲劳强度
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开式转子发动机齿轮传动系统设计技术研究 被引量:6
16
作者 侯明曦 信琦 王飞鸣 《航空科学技术》 2013年第4期34-37,共4页
等速对转行星齿轮传动系统是对转风扇开式转子发动机的关键技术。与齿轮驱动单级风扇(GTF)发动机的行星齿轮传动系统相比较,该系统的结构更为复杂,工作条件更恶劣。本文以对转风扇开式转子发动机齿轮传动系统概念设计为基础,开展了行星... 等速对转行星齿轮传动系统是对转风扇开式转子发动机的关键技术。与齿轮驱动单级风扇(GTF)发动机的行星齿轮传动系统相比较,该系统的结构更为复杂,工作条件更恶劣。本文以对转风扇开式转子发动机齿轮传动系统概念设计为基础,开展了行星齿轮传动系统初步设计、齿轮疲劳强度分析、行星轴承寿命分析和传动系统润滑设计技术研究,为开式转子发动机的发展提供参考。 展开更多
关键词 开式转子发动机 行星齿轮 对转风扇 齿轮驱动风扇发动机 疲劳强度
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利用喷丸硬化提高渗碳齿轮的强度 被引量:5
17
作者 戴涛 《汽车技术》 北大核心 1995年第6期30-35,共6页
研究表明,采用喷丸硬化工艺是一种改善渗碳材料表面异常层的有效方法,可以显著提高渗碳齿轮的疲劳强度。介绍了日本ISUSZU汽车研究中心在汽车齿轮上应用喷丸硬化工艺的情况,并重点介绍了喷丸硬化的的处理效果和工艺方法。
关键词 齿轮 喷丸硬化 疲劳强度 渗碳齿轮 汽车
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谐波减速器的柔轮应力及疲劳强度分析 被引量:5
18
作者 张功学 马车 《煤炭技术》 CAS 2018年第3期209-212,共4页
从理论的角度对谐波齿轮减速器的柔轮进行应力分析,依据光滑圆柱壳体模型得出沿母线方向的正应力、周向正应力、剪应力以及疲劳强度。在实验分析中,先通过ADAMS软件建立刚-柔混合模型,进行刚-柔耦合仿真验证了模型的正确性之后,通过ANSY... 从理论的角度对谐波齿轮减速器的柔轮进行应力分析,依据光滑圆柱壳体模型得出沿母线方向的正应力、周向正应力、剪应力以及疲劳强度。在实验分析中,先通过ADAMS软件建立刚-柔混合模型,进行刚-柔耦合仿真验证了模型的正确性之后,通过ANSYS Workbench软件对柔轮进行动力学分析,得出了柔轮最易发生疲劳的位置及其疲劳安全系数。采用协同仿真分析法表明,计算机分析数值与理论计算数值非常接近,从而验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 谐波减速器 柔轮 应力 疲劳强度 协同仿真分析法
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奥贝球铁材料接触疲劳强度的研究 被引量:5
19
作者 钱鲁阳 《现代铸铁》 CAS 2004年第2期13-16,共4页
奥贝球铁材料的弹性模量比钢小,因而奥贝球铁齿轮工作时受到的表面接触应力比钢齿轮小。奥贝球铁材料的接触疲劳应力可达1 426 MPa以上,高于280 hp柴油机齿轮的接触应力,因此用奥贝球铁代替调质氮化钢生产280 hp柴油机齿轮是完全可能的。
关键词 奥贝球铁 接触疲劳强度 齿轮 柴油机 ADI
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强力喷丸对合金渗碳齿轮表面接触疲劳强度的影响 被引量:5
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作者 匡建新 汪新衡 刘世军 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2010年第20期193-195,共3页
通过对合金渗碳齿轮试片进行多次强力喷丸试验,研究了不同喷丸参数下的强力喷丸效果及喷丸后的低温时效处理对齿轮试片表面接触疲劳强度的影响。为强力喷丸工艺更好地应用于工业生产提供参考。
关键词 喷丸 渗碳齿轮 低温时效 接触疲劳强度
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