基于BP神经网络的齿轮弯曲疲劳强度极限应力计算

针对齿轮弯曲疲劳强度极限应力计算繁杂、给齿轮强度验算和设计计算带来了很大不便的问题,提出了使用BP神经网络映射齿轮的弯曲疲劳强度极限应力近似算法,以便减少计算规模,提高齿轮设计及验算效率,其映射结果表明,使用该方法求齿轮的弯曲疲劳强度极限应力,是可行的和高效的,能够为齿轮的设计计算和强度验算提供方便。

35SiMn调质齿轮弯曲疲劳强度的试验研究

在齿轮设计中,国产材料齿轮的弯曲疲劳极限应力仍然缺乏可靠的试验数据,大多是沿用ISO6336提供的数据。而国内、外的齿轮材料在许多方面都存在一定的差异,以致影响齿轮设计的可靠性。笔者就35SiMn调质齿轮弯曲疲劳强度作了试验研究。试验在进口的STRON1603型电磁谐振疲劳试验机上完成。短寿命区采用四级恒定应力水平的成组试验法,长寿命区采用应力升降法。在试验数据的基础上,根据统计学原理,拟合出完整的C-R-S-N曲线,并获得各种可靠度下的弯曲疲劳曲线,从而为国产材料齿轮设计提供了必要的基础数据。

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。

40CrNi2Mo中硬调质齿轮弯曲疲劳强度试验研究

对40CrNi2Mo材料中硬调质齿轮进行了弯曲疲劳强度的试验研究。本课题参考德国FVA推荐的齿轮承载能力试验方法统一规定,采用高频脉动试验方法,双齿加载形式。取4个应力级进行常规成组法试验,取得了26个数据。数据表明,在定应力下的寿命分布遵从对数正态分布,在定寿命(循环基数N0=3×106)下的齿根极限应力遵从威布尔分布。

有限元法在标准直齿圆柱齿轮轮齿弯曲疲劳强度计算中的应用

本文利用有限元法计算了标准直齿圆柱齿轮轮齿应力 ,得出其分布规律以及危险截面应力最大值。与传统计算结果相比较 ,其结果更为精确 ,为轮齿弯曲疲劳强度计算提供了一种简洁。

摩擦力作用下的齿轮齿根弯曲疲劳强度的计算

在考虑摩擦力的情况下 ,通过建立直齿圆柱齿轮的力学模型 ,研究了齿根的应力分布规律 ;推导出摩擦力作用下的齿轮齿根弯曲疲劳强度的计算公式 。

渗碳齿轮弯曲疲劳强度研究

根据GB/T 14230-1993中规定试验设备、方法、应力水平和试验点,通过试验方法研究20Cr2Ni4A材料渗碳淬火齿轮弯曲疲劳强度。分析了引入R-S-N曲线的原因,并根据试验获得的数据分析拟合出R-S-N曲线,估计出相应循环次数所对应的齿轮弯曲疲劳强度极限。

ZY-1型硬齿面双圆弧齿轮20CrMnMo材料的弯曲疲劳极限应力研究

采用高频脉动试验方法,单齿加载形式进行弯曲疲劳试验,结合ZRCAEV2.0有限元分析,求出材料为20CrMnMo的ZY-1型渗碳淬火硬齿面双圆弧齿轮弯曲疲劳极限应力的理论值,并将其用于通用减速器系列的承载能力计算。

点线啮合齿轮齿根弯曲应力研究

提出点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,修正了大齿轮的齿根弯曲应力计算公式,在公式中增加大齿轮弯曲强度提高倍数。通过有限元仿真和试验验证了点线啮合齿轮齿根弯曲应力计算方法,并得出点线啮合齿轮弯曲疲劳强度比渐开线圆柱齿轮至少要提高15%的结论。

曲轴齿轮静动载复合工况下弯曲应力及安全系数的计算

过盈装配的柴油机曲轴齿轮,其齿根部除承受工作应力外,还要叠加原始过盈装配应力。工作应力载荷源包括来自喷油泵、配气机构的脉动冲击载荷以及来自水泵、机油泵、发电机的持续载荷。通过对曲轴齿轮静、动载复合工况下齿根承载应力的综合计算,确定了该齿轮零件的弯曲疲劳强度安全系数,为柴油机曲轴齿轮的工程设计提供通用的设计思路及计算依据。

渐开线斜齿轮单齿弯曲疲劳加载试验方法研究

针对渐开线斜齿轮的弯曲疲劳强度试验测试问题,利用RomaxDesigner仿真软件研究了不同齿宽和螺旋角的齿根弯曲应力变化规律和载荷分配关系,得到了最大应力及相应的接触线位置及其载荷,可用于斜齿轮单齿弯曲疲劳试验的加载位置和加载载荷的确定。对比分析了不同螺旋角齿轮弯曲应力仿真值与GB/T3480-1997中通过一系列修正系数得到的计算值,发现二者存在较大区别,证明了对斜齿轮进行弯曲疲劳试验的必要性;同时提出了斜齿轮弯曲疲劳强度试验方案。斜齿轮弯曲疲劳试验的结果可以转换到国家标准中,以提高斜齿轮弯曲强度评估的准确性。

第三代航空齿轮钢圆柱齿轮弯曲疲劳强度性能测试分析

以第三代航空齿轮钢圆柱齿轮的弯曲疲劳性能作为研究对象,修正了国标(GB)给出的齿轮弯曲夹具计算公式,设计了弯曲疲劳试验用圆柱齿轮参数,并对该材料的齿轮进行了弯曲疲劳试验。通过对试验结果数据采用对数正态分布、二参数威布尔分布数据处理方法对试验数据进行了处理,得到了该材料的试验齿轮弯曲疲劳极限及可靠-应力-寿命(R-S-N)曲线,同时与9310钢(第一代)齿轮的性能进行了对比分析。结果表明:在置信度为95%、可靠度为99%的情况下,9310钢圆柱齿轮的弯曲应力极限为602 MPa,第三代航空齿轮钢圆柱齿轮钢的弯曲应力极限为687.6 MPa,第三代齿轮钢的齿轮弯曲疲劳性能相对于9310钢疲劳性能提高了14.2%,该材料在航空齿轮传动齿轮的弯曲疲劳特性方面体现出较大的优势。

什么是疲劳极限？

金属材料在无数次重复的交变载荷作用下不致破坏的最大应力，称为疲劳极限。一般钢材的弯曲疲劳强度大约只有抗拉强度的一半左右，所以受交变载荷作用的金属构件首先是因疲劳而失效。疲劳断裂是金属结构失效的一种主要形式。统计资料表明，由于疲劳而失效的金属结构，占失效结构的90％。

齿根等效应力的对比计算

目前设计一般的齿轮传动时,通常只按保证齿根弯曲疲劳强度以及保证齿面接触疲劳强度两准则进行计算。由实践得知,对于齿面硬度很高,齿芯强度又低的齿轮或材质较脆的齿轮,通常则以保证齿根弯曲疲劳强度为主。本文针对一对齿轮副的齿根等效应力先后采用仿真分析计算方法;第四强度理论计算方法;齿根弯曲疲劳强度的经典计算方法来计算齿根等效应力。发现在本文所设置的载荷条件下,仿真分析计算的结果和齿根弯曲疲劳强度的经典计算方法所得的结果相近。

变速箱六档齿轮断裂分析及解决措施

对频繁出现轮齿早期断裂的变速箱六档齿轮进行了分析。通过对齿轮断裂特征、显微组织、硬度等方面的综合分析,确定了其断裂形式为低应力高周疲劳断裂。由裂纹扩展过程判断齿轮轮辐设计强度不足是导致其大批量早期疲劳失效的根本原因。据此通过改进齿形、油孔等设计措施,降低齿根部的设计应力水平,解决了这一问题。

汽车齿轮用钢

齿轮是汽车重要零部件之一，起着传递动力和运动的作用。工作时啮合齿面间既有滚动又有滑动，齿根还要承受脉冲或交变应力的作用，极易产生齿面磨损、齿面麻点以及齿根断裂等现象。因此，汽车齿轮不仅要具有良好的耐磨性、高的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度，而且还必须具有充分的韧性。

齿轮传动的概率设计

本文在概率理论的基础上,阐述了齿轮传动的设计及其工作可靠性计算的方法。

Y10T输出齿轮轴的感应淬火

齿轮在传递动力及改变速度的运动过程中，啮齿面之间既有滚动，又有滑动，而且齿轮根部还受到脉动或交变弯曲应力的作用。因此，齿面和齿根表面处需要一定强度和硬度，以防止齿轮在不同应力作用下失效。而对齿轮进行表面感应淬火，可以使得齿顶耐磨性及齿根抗弯曲疲劳强度都得到提高。

压裂泵组合式人字齿结构轮齿修形研究

组合式人字齿轮的变形及误差会降低齿轮传动啮合性能,针对这一问题,以某型号压裂泵动力传动系统组合式人字齿轮副为例,对组合式人字齿的传动啮合特性进行了理论强度计算、误差分析、仿真修形及实验研究。首先,分析了该齿轮副的结构形式,计算了该传动系统人字齿轮副的接触及弯曲疲劳强度,并分析了影响齿轮接触及弯曲疲劳强度的因素;然后,对该齿轮结构的误差形式及补偿措施进行了分析讨论,并对齿轮轴的变形及齿部修形特性进行了理论分析;最后,基于KISS soft软件计算出了齿廓的修形量,通过对比不同修形量对齿轮副的传动误差、接触应力及啮合斑点的影响,得出了最优的修形参量,并进行了实验验证。研究结果表明:轮齿修形补偿了变形及误差对齿轮传动特性的影响,同时其传动误差峰值降低了38%,齿面线载荷降低了41.3%,齿面接触区沿齿向分布均匀化,传动啮合性能得到了较大的改善。

机械零件的可靠性设计

本文介绍了在机械设计中对应力和强度用概率统计方法进行运算的可靠性设计方法。最后给出了机械零件强度的可靠性设计实例。