少齿数非对称斜齿轮弯曲疲劳应力特性分析

发布时间：2019-01-06 13:49

【摘要】：少齿数非对称齿轮在越来越多的小型化、轻量化和节能高效领域得到研究与应用,而对其弯曲疲劳应力特性研究较少。基于齿轮加工原理,搭建齿轮的全齿廓坐标方程,提出包含非对称齿廓和切向变位的少齿数非对称齿轮齿根弯曲应力的解析计算方法,并与有限元方法的计算结果进行对比。采用数控加工方法高效加工少齿数非对称齿轮和少齿数对称齿轮,通过高频疲劳试验机对少齿数非对称齿轮与对称齿轮进行弯曲疲劳强度试验,利用疲劳累积失效假设,对不同应力水平的试验结果进行分析,得到完整真实的C-R-S-N曲线,为少齿数非对称齿轮弯曲疲劳寿命估算提供依据。结果表明,用解析法计算,少齿数非对称齿轮齿根弯曲强度比对称齿轮提高13.64%;用有限元法计算,少齿数非对称齿轮齿根弯曲强度比对称齿轮提高14.78%;在相同载荷下,少齿数非对称齿轮比对称齿轮的弯曲疲劳寿命平均提高46.86%,这与解析法和有限元法结果一致;为此类研究提供参考方法。
[Abstract]:Less tooth number asymmetrical gears have been studied and applied in more and more fields of miniaturization, lightweight, energy saving and high efficiency, but less research on bending fatigue stress characteristics. Based on the principle of gear machining, the coordinate equation of gear profile is set up, and the analytical calculation method of bending stress of tooth root of less tooth number asymmetric gear with asymmetric tooth profile and tangential displacement is proposed, and the results are compared with that of finite element method. The low tooth number asymmetric gear and the less tooth number symmetrical gear were machined by numerical control machining method. The bending fatigue strength of the less tooth number asymmetric gear and symmetrical gear was tested by high frequency fatigue testing machine, and the fatigue cumulative failure hypothesis was used. By analyzing the test results of different stress levels, a complete and true C-R-S-N curve is obtained, which provides a basis for estimating the bending fatigue life of asymmetric gears with less teeth. The results show that the bending strength of the tooth root of asymmetric gear with less tooth number is 13.64 higher than that of symmetrical gear by analytic method, and the bending strength of tooth root of asymmetric gear with less tooth number is 14.78 higher than that of symmetrical gear calculated by finite element method. Under the same load, the bending fatigue life of asymmetric gear with less tooth number is 46.86 times higher than that of symmetrical gear, which is consistent with the analytical method and the finite element method, which provides a reference method for this kind of research.
【作者单位】：齐齐哈尔大学机电工程学院;
【基金】：黑龙江自然科学基金(201303698) 齐齐哈尔科学技术计划项目(GYGG-201418) 齐齐哈尔大学教研项目(2016070)
【分类号】：TH132.41

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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