不同材料配对的TI蜗杆副接触特性分析及试验

针对TI蜗杆传动,建立其数学模型和精确三维实体模型,齿轮与蜗杆选用42CrMo-42CrMo, QT600-3-42CrMo两组不同材料配对,基于有限元法分析了两组材料配对形式下的接触应力,搭建了传动副的疲劳测试试验台,在试验台上进行传动副的负荷运转试验,考察齿面的磨损和断齿情况。分析结果表明：齿轮和蜗杆均采用42CrMo的材料配对,与QT600-3-42CrMo的配对相比较,后者齿面应力和应变均较小;两组材料传动副轮齿折断出现的载荷级相同,第1组材料渐开线齿轮折断齿数较多,蜗杆齿面磨损较严重,与应力应变分析结果吻合。研究工作为硬齿面TI蜗杆副的材料配对选型奠定了理论基础和试验支撑。     

硬齿面齿轮结构可靠性虚拟疲劳设计

介绍了机械零部件结构可靠性虚拟疲劳设计的软件及疲劳寿命预测方法。根据断裂力学理论和虚拟疲劳预测方法,利用系统动力学软件ADAMS模拟42CrMo硬齿面齿轮加工过程,分析了对应的疲劳载荷谱,得到了齿轮应力寿命S-N曲线。     

42CrMo调质及表面淬火渐开线齿轮弯曲疲劳强度试验

利用高频疲劳试验机,对参数、加载方式、精度等级相同以及材料同为42CrMo软齿面及硬齿面的渐开线直齿圆柱齿轮做脉动试验,从而得出在指定应力下各试验齿轮的数据及P(存活率)、S(应力)、N(寿命)关系的试验数据。     

基于42CrMo齿轮的弯曲疲劳试验研究

42CrMo属于超高强度钢,其具备较高的强度,材料淬透性能好,淬火后的变形量小,大量地应用于牵引用的大齿轮、承压主轴、连杆等传动件材料,弯曲疲劳试验对齿轮疲劳寿命预测具有重要意义。首先,通过齿轮弯曲疲劳试验,获得了应力比R=0.1时交变载荷作用下的齿轮弯曲疲劳试验数据,得到了齿轮弯曲疲劳强度P-S-N曲线和拟合曲线关系式,以及不同可靠度下齿轮所能承受弯曲的疲劳极限值。随后,采用有限元方法对齿轮弯曲疲劳试验进行了数值模拟,得到了齿轮齿根处的静力学强度和理论计算值对比,分析表明数值模拟所得结果与理论分析结果基本一致,可以作为弯曲疲劳试验疲劳寿命仿真的基础。最后,通过弯曲疲劳寿命试验试验值与数值模拟结果对比,结果表明,疲劳寿命试验值与可靠度在84.1%时数值模拟得到的弯曲疲劳寿命基本一致,验证了数值模拟的准确性,因此能够有效预测42CrMo齿轮的弯曲疲劳寿命。     

疲劳概率模型的综合评价方法

提出了疲劳概率模型的综合评价方法，从已通过假设检验的各疲劳概率模型中选择最优疲劳数据描述概率模型。对42CrMo硬齿面齿轮轮齿弯曲疲劳试验寿命分布概率模型的综合预测能力进行了排序，得出三参数Weibull分布（3-PWD）和指数分布(ED)是最佳预测概率模型的结论。     

42CrMo钢渗碳淬火齿轮弯曲疲劳极限快速测定

针对42CrMo钢生产新齿轮的需要,进行了齿轮弯曲疲劳强度试验。在对该材料进行化学成分分析和硬度检测后,提出基于LOCATI方法进行双齿脉动加载试验。根据试验所得数据,按统计学原理,拟合出S-N曲线,并获得置信度为95%、可靠度为95%的弯曲疲劳极限应力值。为该材料齿轮的弯曲疲劳可靠性设计、有限寿命设计提供了真实的试验依据。     

齿面几何结构对面齿轮弯曲疲劳寿命的影响

基于坐标变换和啮合原理推导出面齿轮齿面方程,建立不同齿面参数(压力角、模数)的面齿轮传动有限元模型,分析了齿面参数对齿根弯曲应力、接触面积的影响以及弯曲应力沿齿高方向、齿宽方向的分布规律。面向磨齿及铣齿齿面粗糙度,根据修正的局部应力应变法计算了不同齿面粗糙度下的疲劳裂纹生成寿命,利用损伤容限设计法对疲劳裂纹扩展寿命进行了预测。研究结果表明,压力角对齿面弯曲疲劳寿命影响明显,尤其是对裂纹扩展寿命影响较大,增大压力角有助于提高齿面弯曲疲劳综合寿命;此外,磨削齿面较铣削齿面有利于提高齿面弯曲疲劳寿命。研究内容可为面齿轮抗疲劳设计提供依据。     

基于线性疲劳累积损伤理论的直齿圆锥齿轮传动可靠度计算

线性疲劳累积损伤可靠性理论认为零部件的可靠度取决于抗疲劳损伤强度大于疲劳损伤量的概率,本文将此理论应用于直齿圆锥齿轮传动的可靠性设计,建立单级载荷谱工况下可靠度计算模型,通过分析和计算直齿圆锥齿轮设计算例,结果验证了基于线性疲劳累积损伤理论的可靠度计算模型在直齿圆锥齿轮传动可靠度计算中的可行性与合理性,为机械零部件的可靠性设计提供了理论依据。     

刮削硬齿面双圆弧齿轮--磨削硬齿面渐开线齿轮承载能力对比试验研究

对刮削加工的硬齿面双圆弧齿轮和磨削加工的硬齿面渐开线齿轮(两齿轮的材质和基本参数都相同)承载能力对比试验进行了全面叙述,并对试验结果进行了分析。试验表明,刮削硬齿面双圆弧齿轮在承载能力、传动性能和动态特性等方面能够满足对硬齿面齿轮传动的设计要求。经过跑合和一段时间的承载磨合运行,齿面接触会越来越好,其传动性能优于渐开线齿轮传动。     

刮削硬齿面双圆弧齿轮—磨削硬齿面渐开线齿轮承载能力对比试验 …

对刮削加工的硬齿面双圆弧齿轮和磨削加工的硬齿面渐开线齿轮（两齿轮的材质和基本参数都相同）承载能力对比试验进行了全面叙述,并对试验结果进行了分析。试验表明,刮削硬持质齿面双圆弧齿轮在承载能力、传动性能和动态特性等方面能够满足对硬齿面齿轮传动的设计要不。经过跑合和一段时间的承载磨合运行,齿面接触会越来越好,其传动性能优地渐开线齿轮传动。