航空钢螺旋锥齿轮渗碳淬火工艺参数优化方法及系统技术方案

本申请提供一种航空钢螺旋锥齿轮渗碳淬火工艺参数优化方法及系统，属于齿轮热处理领域技术领域。本申请获取航空钢螺旋锥齿轮的材料性能参数，通过仿真分析获取航空钢螺旋锥齿轮在渗碳淬火过程中的变形、硬度等性能，有效弥补现有技术难以对航空钢螺旋锥齿轮渗碳淬火工艺过程中性能分析的缺陷；设计四因素三水平的正交试验方案，以渗碳时间、渗碳温度、淬火温度、淬火时间为优化参数，以齿面硬度和最大变形量为响应指标，建立径向基函数近似模型，采用改进后的NSGA‑II多目标优化遗传算法，得到最优的优化参数组合，优化过程准确性高，既保证了热处理质量，又提高了工程效率，节约了成本；并且计算量显著减少，具有较好的搜索效率。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于齿轮热处理领域，具体涉及一种航空钢螺旋锥齿轮渗碳淬火工艺参数优化方法及系统。

技术介绍

1、螺旋锥齿轮是航空直升机主减速系统中传递动力的主要装置，具有重合度大、传动平稳、承载能力高等优点。螺旋锥齿轮的制造精度及质量直接影响设备的效率、噪声、运动精度和寿命。为了满足航空产品使用寿命和结构要求，要求航空螺旋锥齿轮满足精度高、强度高和质量轻的要求。

2、渗碳淬火热处理工艺作为改善齿轮使用性能最常见的热处理工艺方式，能够使齿轮工件表层形成高强度、高硬度和高耐磨性的渗碳层，同时在齿轮心部仍保持较高的韧性。由于热处理生产周期较长，工艺过程比较复杂无法实现实际的测量。通过传统的物理测量手段无法直观反应每个过程变量与相关因素之间的影响程度关系。有限元仿真分析可以实现对某个变量的控制进而研究整个热处理过程的有效手段，同时大大缩短了整个工艺的研发时间，节约了研发成本。基于有限元分析的热处理工艺参数优化基本上采用单因素实验改进，存在巨大的盲目性和不确定性。因此找到一种可以降低消耗，减少实验次数并达到预期效果的方法，是目前优化热处理工艺参数工作亟须解决的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种航空钢螺旋锥齿轮渗碳淬火工艺参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，航空钢螺旋锥齿轮采用第三代航空齿轮钢材料制成，材料性能参数包括流动应力、泊松比、TTT曲线、CCT曲线、导热系数、相组成、比热容、潜热、杨氏模量及体积膨胀系数。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，渗碳淬火工艺参数还包括边界条件、初始化数据、热处理介质及热处理工艺排程；其中，边界条件包括对称面的设置和速度设置，初始化数据包括初始温度、碳素含有率、硬度、相体积分数、平均应变率及应变率限制。

4.根据权利要求3所述的优化方法...

【技术特征摘要】

1.一种航空钢螺旋锥齿轮渗碳淬火工艺参数优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的优化方法，其特征在于，航空钢螺旋锥齿轮采用第三代航空齿轮钢材料制成，材料性能参数包括流动应力、泊松比、ttt曲线、cct曲线、导热系数、相组成、比热容、潜热、杨氏模量及体积膨胀系数。

3.根据权利要求2所述的优化方法，其特征在于，渗碳淬火工艺参数还包括边界条件、初始化数据、热处理介质及热处理工艺排程；其中，边界条件包括对称面的设置和速度设置，初...

【专利技术属性】
技术研发人员：周长江，刘黎阳，张法，刘国亮，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：