渐开线直齿轮弹流润滑条件下的多轴疲劳寿命预估
本文关键词：渐开线直齿轮弹流润滑条件下的多轴疲劳寿命预估 出处：《摩擦学学报》2017年02期 论文类型：期刊论文
【摘要】：本文中基于弹流润滑分析和次表面应力建立了渐开线直齿轮多轴疲劳寿命计算模型.相对于传统的单轴疲劳模型,考虑了齿轮固定点的应力历史和材料属性对疲劳寿命的影响,并可以得到齿轮在完整啮合过程中的寿命分布.首先建立齿轮的有限长弹流计算模型,得到齿轮啮合过程中的油膜压力和油膜厚度,再根据油膜压力计算出次表面的应力分布;通过分析齿轮计算区域随啮合过程移动的关系,得到固定点的应力历史,再根据基于应力历史的多轴疲劳寿命模型对齿轮的完整啮合过程进行寿命预估.计算分析了不同粗糙度幅值对轮齿各点寿命大小和分布的影响.研究表明:齿面粗糙度对疲劳寿命的影响显著,随着粗糙度幅值的增大,表层下最大应力向齿面移动,导致低疲劳寿命区向齿面发展且逐步扩展到整个单齿啮合区;而表面粗糙度降低到一定程度则对疲劳寿命的影响变得不明显.
[Abstract]:In this paper, based on elastohydrodynamic lubrication analysis and subsurface stress, a multiaxial fatigue life model of involute spur gear is established, which is compared with the traditional uniaxial fatigue model. The influence of stress history and material properties on fatigue life of gear is considered, and the distribution of gear life in complete meshing process can be obtained. Firstly, the finite length elastohydrodynamic model of gear is established. The oil film pressure and oil film thickness during gear meshing are obtained, and the stress distribution on the secondary surface is calculated according to the oil film pressure. The stress history of the fixed point is obtained by analyzing the relationship between the gear calculation region and the meshing process. According to the multiaxial fatigue life model based on stress history, the whole engagement process of gear is forecasted. The influence of different roughness amplitude on the lifetime and distribution of gear tooth is calculated and analyzed. The influence of tooth surface roughness on fatigue life is significant. With the increase of roughness amplitude, the maximum stress under the surface layer moves to the tooth surface, which leads to the development of the low fatigue life zone to the tooth surface and gradually extends to the whole single tooth meshing area. However, the effect of surface roughness to a certain extent on fatigue life is not obvious.
【作者单位】： 北京理工大学机械与车辆学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(50975029和51275045)资助~~
【分类号】：TH117.2
【正文快照】： Received 29 June 2016,revised 24 November 2016,accepted 13 December 2016,available online 28 March 2017.*Corresponding author.E-mail:wangwzhong@bit.edu.cn,Tel:+86-10-68912719.The project was supported by the National Natural Science Foundation of China(5
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