20MnCr5滲碳齒輪接觸疲勞試驗研究.pdf

1、齒輪系統(tǒng)是機械傳動系統(tǒng)的重要組成部分，在風電、航天、輪船、機器人等領域都有廣泛應用。由于齒輪在工作中往往承受較大載荷，其承載性能優(yōu)劣嚴重影響整個傳動系統(tǒng)的正常運作，齒輪疲勞失效問題逐漸引起人們的關注。齒輪疲勞性試驗是了解齒輪承載能力的重要手段，也是齒輪產(chǎn)品設計的數(shù)據(jù)基礎。本文針對20MnCr5滲碳齒輪開展接觸疲勞試驗研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　?、倩诤掌澙碚?，先采用傳統(tǒng)解析公式對試驗齒輪的齒面接觸應力進行了計算；在有

2、限元軟件中建立模型，實現(xiàn)了齒輪的接觸靜態(tài)分析，得到了齒輪在驅(qū)動載荷下的接觸應力分布云圖，分析結(jié)果表明大、小齒輪接觸應力值較大區(qū)域在齒輪節(jié)線附近，小齒輪最大等效應力略大于大齒輪最大等效應力。
　?、陔S機抽選20MnCr5齒輪試樣，在FZG功率流封閉試驗臺上，采用成組法對其進行了4個載荷等級下的疲勞試驗，試驗結(jié)果表明疲勞損傷出現(xiàn)在小齒輪單一輪齒或者少數(shù)輪齒的齒面節(jié)線附近、靠近齒根部位，大齒輪齒面無疲勞損傷，驗證了有限元分析結(jié)果的正確性

3、。
　?、圻\用概率與數(shù)理統(tǒng)計學原理對試驗所得疲勞壽命數(shù)據(jù)進行處理，按照對數(shù)正態(tài)分布、威布爾分布函數(shù)對定應力水平下齒輪的接觸疲勞壽命的概率分布進行擬合，并對擬合度進行檢驗，結(jié)果表明三參數(shù)威布爾分布具有較高的擬合精度。
　?、軐?0MnCr5材料齒輪的疲勞性能曲線進行了擬合，從P-S-N曲線得99％可靠度時該齒輪的接觸疲勞極限為1512.7MPa，由 P-N曲線得到不同失效率下該齒輪的接觸疲勞壽命。
　?、菰陔娮訏呙桤R中拍