机械工程学报

作者：陈地发, 刘怀举, 张秀华, 林勤杰, 潘江松

单位：重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室 重庆 400044

关键词：18CrNiMo7-6齿轮,弯曲疲劳,强化工艺,转换系数；

基金：国家自然科学基金(52322504)和重庆市杰出青年科学基金(CSTB2023NSCQ-JQX0016)资助项目。

18CrNiMo7-6作为海上风电机组、重型矿山装备、大型舰船、高铁等高端重载装备的主力齿轮材料，其弯曲疲劳性能是限制装备可靠性、疲劳寿命、功率密度进一步发展的重要瓶颈。然而磨削、喷丸等加工工艺对齿轮弯曲疲劳强度的具体影响尚不清楚，不同可靠度的齿轮弯曲疲劳极限之间转化的问题也未见讨论，显著制约了高性能齿轮的精益设计。本文系统开展了渗碳磨削、离子注入、微粒喷丸、滚磨光整、常规喷丸、齿面+端面喷丸以及二次喷丸等系列工艺的18CrNiMo7-6齿轮弯曲疲劳试验，获取有效弯曲疲劳试验点700余个，试验时长超过7000 h，并提出适用于该材料牌号的齿轮弯曲疲劳极限预测公式。结果表明，齿轮弯曲疲劳极限主要和加工工艺、模数大小、企业具体工艺环境等有关；在所研究的工艺和模数范围内，18CrNiMo7-6齿轮弯曲疲劳极限范围为482～762 MPa；50%可靠度与99%可靠度弯曲疲劳极限转换系数范围为0.841～0.965，推荐值为0.929；考虑表面完整性的齿轮弯曲疲劳极限预测公式的预测误差绝对值的均值为6.19%，满足工程设计需求，为高功率密度齿轮传动研发提供了研究方法与数据支撑。

来源：2025年第11期

《机械工程学报》期刊编辑部

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