车用齿轮箱的加速疲劳寿命试验研究及可靠性分析

发布时间：2023-05-05 19:27

　　齿轮箱是常见的传动装置,被广泛应用在各类涉及机械传动的系统,然而其安全性问题却不容乐观。这是因为齿轮箱在工作环境下受到循环载荷作用,主要失效为疲劳失效,故障出现突然,难以预防。现下齿轮箱出厂试验中的疲劳试验,周期长,且针对性不高,很难对提高齿轮箱的疲劳特性起到作用。面对日益增长的齿轮箱可靠性需求,需要采用一种更快速有效的试验方法对齿轮箱的疲劳特性进行分析。本文以一款齿轮减速箱为研究目标开展了加速疲劳试验分析:本文首先研究了疲劳寿命相关的理论,确定了加速疲劳试验的技术路线,然后编写了加速疲劳试验方案。为完成该试验,本文针对试验的条件要求,设计并构建了齿轮箱试验设备。在保证设备的准确度的前提下,借助装置完成了加速疲劳试验,并得出的试验结果。试验结果反映了该齿轮箱的薄弱环节,及该环节的疲劳寿命曲线。根据工作环境编写了齿轮箱载荷应力谱,初步推算了齿轮箱在工作环境下的使用寿命。将薄弱环节部分导入有限元分析软件,设置参数并根据实物试验结果对设计进行修正,直到该模型符合真实情况。对模型进行瞬态分析,观察齿轮啮合过程的应变情况;对模型插入疲劳求解,获得了可靠性分析结果。根据试验和分析结果,对该款齿轮箱...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 疲劳概述
    1.3 国内外发展
        1.3.1 疲劳寿命估计的研究现状
        1.3.2 可靠性分析研究现状
    1.4 本文主要的研究内容
2 疲劳试验方法研究
    2.1 引言
    2.2 基础理论
        2.2.1 材料疲劳破坏简介
        2.2.2 疲劳寿命曲线介绍
        2.2.3 累计损伤理论
    2.3 理论应用
        2.3.1 加速试验的实现
        2.3.2 寿命推算的实现
    2.4 试验设计
        2.4.1 选取样品
        2.4.2 选择试验应力
        2.4.3 失效认定
    2.5 本章小结
3.齿轮箱试验装置的构建
    3.1 引言
    3.2 装置设计思路
    3.3 设备具体设计
    3.4 测试装置介绍
        3.4.1 试验台
        3.4.2 控制柜面板
        3.4.3 控制柜电路设计图
        3.4.4 硬件的安全性设计
    3.5 测试装置上位机控制软件设计
        3.5.1 控制软件功能介绍
        3.5.2 界面设计
        3.5.3 通信连接设置
    3.6 装置的准确性设计
    3.7 本章小结
4 加速寿命试验及试验结果
    4.1 引言
    4.2 齿轮箱加速疲劳寿命试验
    4.3 试验结果
    4.4 绘制s-n疲劳寿命曲线
        4.4.1 数据的图形表示
        4.4.2 拟合并绘制曲线
    4.5 编制载荷谱并计算
    4.6 针对该型号齿轮箱的改进意见
    4.7 本章小结
5 基于有限元法的可靠性分析
    5.1 引言
    5.2 有限元模型的建立
        5.2.1 导入分析目标
        5.2.2 设置模型参数
        5.2.3 接触面与约束
        5.2.4 网格划分
    5.3 瞬态分析设置
        5.3.1 Ansys的瞬态分析介绍
        5.3.2 模型运动状态设置
        5.3.3 设置疲劳工具参数
    5.4 添加结果并求解
        5.4.1 寿命
        5.4.2 疲劳安全系数
        5.4.3 雨流矩阵和损伤矩阵
    5.5 可靠性分析及建议
    5.6 本章小结
6 结论与展望
    6.1 工作总结
    6.2 不足与展望
参考文献
附录A 控制软件组态王设置片段
附录B 数据词典
作者简介



本文编号：3808265