40Cr调质齿轮接触疲劳点蚀形貌分析及机理研究

本文应用扫描电镜，对多个失效齿轮进行了观察，研究了４０Ｃｒ调质齿轮接触疲劳点蚀的失效形貌，以及齿面疲劳的形成过程，探讨了疲劳裂纹的形成机理和预防对策。     

齿轮接触疲劳微观结构作用研究综述

随着航空、风电等装备对齿轮传动功率密度、承载能力、寿命要求的提高,齿轮接触疲劳失效成为限制现代齿轮装备服役性能与可靠性的重要瓶颈,其中,材料的微观结构特征从根本上决定了齿轮等服役件疲劳性能的优劣。通过调研国内外相关研究现状,介绍了齿轮材料中残余奥氏体、碳化物、晶粒等主要微观结构及其对齿轮接触疲劳性能的影响。归纳了现有基于微观结构建模和微结构力学本构模型的齿轮疲劳数值模拟方法,用来描述齿轮接触疲劳中的微结构力学行为,以提升对齿轮疲劳关键特征和机理的理解。重点对齿轮存在的多种接触疲劳失效形式进行了详细阐述,分析了影响齿轮接触疲劳失效的主导因素、诱发的微观结构与力学性能变化特征以及潜在机理。为进一步理解齿轮服役过程中的微观结构演化特征与力学性能退化的关联关系以及接触疲劳失效内在机理、形成高性能齿轮抗疲劳设计制造方法提供了参考。     

航空齿轮齿面失效分析

对航空用16NCD13钢渗碎淬火齿轮进行了化学成分，金相组织分析，对该材料齿轮进行了齿面接触疲劳试验，通过电子显微镜观察齿面失效形貌，并分析失效形成的原因和发展规律。     

齿轮传动多模式失效的时变可靠性分析

提出一种在多种失效模式下的齿轮传动时变可靠性模型和计算方法.以齿轮疲劳寿命系数与应力循环次数之间的关系曲线建立齿轮强度时变模型,进而建立同时考虑齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效的可靠性分析模型.基于一次二阶矩方法推导齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效的时变概率计算公式,并推导出了这两种失效模式的联合失效概率密度函数的...     

基于疲劳失效的行星齿轮减速器时变可靠性分析

随着科技革新与社会发展,对行星齿轮减速器的可靠性要求越来越高。行星齿轮减速器运行过程中存在疲劳因素,会导致可靠度发生变化。针对这一问题,首先,根据应力-强度干涉理论,构建行星齿轮减速器在疲劳失效（主要是齿面接触疲劳失效和齿根弯曲疲劳失效）下的时变可靠性模型;其次,结合单调性定理,将时变可靠性模型简化,利用Matlab编程,求解了行星齿轮减速器的可靠度;对时变可靠性模型的各变量进行了灵敏度分析;最后,以PM90精密行星齿轮减速器为例,分别得到基于疲劳失效下的可靠度和各变量的灵敏度,阐述了在接触疲劳失效和弯曲疲劳失效下的可靠性时变规律,为行星齿轮减速器的时变可靠性分析奠定了基础。     

大型低速重载齿轮接触疲劳抗力因素研究

疲劳失效是机械零件非常常见的失效方式之一,数据显示,80%以上机械零件失效归因于疲劳失效。接触疲劳最常见的破坏形式,是齿轮等零件在接触压应力的反复长期作用后所引起的一种表面疲劳剥落损坏现象,特别是矿山机械的低速重载齿轮,大部分失效形式均为齿面接触疲劳失效。本文通过理论依据及实验分析,总结大型低速重载齿轮接触疲劳抗力因素,为保护齿轮表面、提高齿轮寿命提供较为有效的理论依据及保护措施。     

少齿数渐开线齿轮副点蚀失效的理论研究

分析了摩擦力和润滑油对少齿数渐开线齿轮副齿面赫兹应力的影响，并利用断裂力学的观点解释了少齿数渐开线齿轮副齿面疲劳点蚀的最终形成。得出了与齿面实际失效事实相符的慢速齿面首先出现疲劳点蚀的结论。     

低温化学热处理齿轮的接触疲劳失效

本文对２５Ｃｒ２ＭｏＶ材料经过常规离子氮化，深层离子氮化，常规离子氮化与低温电解渗硫复合处理及气体氮化四种低温化学热处理工艺处理过的齿轮，进行了同一应力水平下的接触疲劳破坏试验，结果表明，在较小失效概率的范围内，深层离子氮化的齿轮疲劳寿命最长，四种齿轮的失效形式均为深层剥落，但断口的形成特征尚存一定差别，这与渗层的组织结构有紧密的联系。     

齿轮弯曲疲劳可靠性的几个基本问题的研究

对齿轮弯曲疲劳可靠性的几个基本问题进行了分析与研究，从失效物理机理出发讨论了其分布类型、分析了其疲劳源、探讨了其分散性。最后，研究了整个齿轮的概率分布和疲劳极限问题，为正确进行齿轮弯曲疲劳可靠性计算奠定了基础。     

齿轮弯曲疲劳可靠度的计算方法

用一个新的基本观点－把齿轮弯曲疲劳失处理成随机事件，以这个随机事件为研究对象，用齿轮弯曲疲劳的疲劳损伤强度ＫＷ和总疲劳损伤量ＤＷ描述弯曲疲劳失效随机事件，得出用概率描述的弯曲疲劳的疲劳累积损伤模型，用这个计算模型，提出了计算齿轮弯曲疲劳可靠度的计算方法。     

齿轮接触疲劳可靠度的计算方法

本文用一个新的基本观点——把齿轮接触疲劳失效处理成随机事件,以这个随机事件为研究对象,用齿轮接触疲劳的疲劳累积损伤强度K_j和总疲劳损伤量D_j来描述接触疲劳失效随机事件,得出用概率描述的接触疲劳的疲劳累积损伤模型。用这个计算模型,提出了计算齿轮接触疲劳可靠度的方法。     

渐开线齿轮接触疲劳可靠度计算

渐开线齿轮的点蚀破坏是由于接触疲劳引起的。由于齿轮的工况多变，制造工艺水平有差别，影响接触疲劳应力与强度的因素多，本文用疲劳损伤强度和总疲劳损伤量两个随机变量描述疲劳失效随机事件，得出了用概率描述的累积损伤模型。     

齿轮接触疲劳理论研究进展

随着航空、风电、重载车辆等装备对齿轮传动功率密度、承载能力、疲劳寿命要求的提高,以微点蚀、点蚀、深层齿面断裂等多种形式存在的齿轮接触疲劳失效成为限制现代齿轮及装备服役性能与可靠性的重要瓶颈.通过调研国内外相关研究现状,描述了齿轮接触疲劳失效模式,归纳了现有齿轮接触疲劳理论与寿命预测方法,介绍了连续损伤理论、微结构力学理...     

硬齿面齿轮的疲劳失效及对策

通过对硬齿面齿轮的疲劳失效分析，提出解决其失效的办法。     

齿轮接触疲劳可靠性寿命的计算

本文把齿轮接触疲劳失效处理成随机事件，以它为研究对象，用两个新的随机变量描述它，得出用概率描述的疲劳累积损伤概率模型。基于这个模型，提出计算齿轮接触疲劳可靠性寿命的新方法     

基于动力学的兆瓦级风电齿轮增速箱可靠性灵敏度分析

通过失效模式及影响分析确定了风力发电机齿轮传动系统的主要失效零件,建立了基于动力学的齿轮和滚动轴承可靠性评估模型,同时给出了风力发电机齿轮传动系统可靠性评估模型。采用四阶矩法对行星齿轮接触和弯曲疲劳可靠性灵敏度进行了分析,得到齿轮接触疲劳可靠性灵敏度和弯曲疲劳可靠性灵敏度,结合实例进行了计算,分析了行星齿轮参数对可靠性的影响。     

齿轮疲劳裂纹萌生与扩展行为研究现状

齿轮传动的综合效率直接制约着交通、建筑、风电等领域的发展质量,因此,对齿轮传动功率、负载能力以及预期寿命等的要求在逐步提高;然而,齿轮疲劳失效极大地限制了现代齿轮设备的性能与可靠性。综合论述了齿轮疲劳裂纹萌生与扩展行为现状,对齿轮失效的主要形式和原因进行介绍;归纳了影响齿轮疲劳强度的因素,总结了齿轮裂纹3种类型以及裂纹萌生与扩展的原因和方法;归纳了现有的齿轮疲劳裂纹模拟方法,描述了齿轮疲劳中的微结构力学行为,以提高对齿轮疲劳的特征和机制的理解;分析了在齿轮疲劳试验下的剩余使用寿命,并对如何避免齿轮裂纹产生提出了一些建议。     

硬齿轮屈服强度与疲劳裂纹源的判定

基于局部屈服强度值方法判定准则,以拖拉机变速箱主动弧齿轮为例,进行了硬齿轮疲劳裂纹源的判定分析和生产实际验证。通过硬齿轮表层上剪切应力的分析以及硬度与强度之间的转换关系,得到了齿轮沿齿面深度方向的剪切应力与剪切强度分布,判断出自表面下0.4~0.45mm之间是疲劳裂纹源的萌生区域,分析了表层下疲劳失效形式和转化的机理,并以大量失效齿轮的观察分析进行验证。结果表明,这一基于应力/强度的判定方法可以直观、快速地进行疲劳失效形式和疲劳裂纹源预测判定。     

高速重载燃油泵齿轮副疲劳寿命预测方法研究

本文针对高速重载航空燃油齿轮泵的齿轮疲劳失效问题，开展了齿轮副的疲劳寿命预测研究。首先，采用赫兹接触模型理论和悬臂梁等效模型等解析法和有限元法，分析了齿轮的许用安全系数及啮合接触应力；其次，进行了齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的有限元计算；最后，采用有限元法进行了3种典型工况下的齿轮疲劳寿命预测。研究结果表明，齿轮接触及弯曲强度安全系数和接触应力均满足材料强度要求，齿轮齿面可靠性不低于99.97%，预测疲劳寿命为5027h，达到了该型齿轮泵设计寿命要求。     

变速箱直齿轮副表面故障机理分析与试验

某闭式变速箱研发测试过程中,变挡直齿轮副产生表面接触疲劳剥落现象.分析实际工况,通过解析解方法和有限元模拟方法理论计算轮齿齿面接触应力;在金相显微镜下观看主轴失效齿轮表面浅层疲劳剥落特征,用洛氏硬度计测量主副轴齿轮硬度.结果表明:理论设计强度满足正常载荷工作性能要求;根据齿轮表面疲劳失效原因提出改善措施,重制后的齿轮在台架上重复上一次工况试验,未见任何疲劳失效现象,验证机理分析结果及改进措施合理,相关分析方法可为其他齿轮失效现象机理分析及措施改进提供参考.