基于载荷谱工况的轮边减速器刚柔耦合动力学与疲劳寿命评估

针对装载机驱动桥轮边减速器齿轮系统的疲劳问题，开展了其动力学仿真与疲劳寿命评估。首先，基于刚体动力学与刚柔耦合动力学，分析了太阳轮与行星轮接触力的变化情况，并与接触力理论计算值对比，验证了模型的可信性；而后，将太阳轮考虑为柔性体，提取了齿根疲劳危险点的应力时间历程，对应力时间历程进行了峰谷抽取与小波去除，结合Goodman公式修正了平均应力的影响，编制了一维应力谱；最后，依据线性疲劳损伤累积准则对太阳轮齿根的裂纹萌生寿命进行了计算评估，并与实验结果进行了对比。结果表明，基于刚柔耦合动力学模型的太阳轮的裂纹萌生寿命为42 709 h，与两次实验结果的相对误差分别为1.5%与3.7%，验证了评估方法的合理性，为齿轮系统的优化与抗疲劳设计提供了参考。