齿轮接触疲劳极限应力快速测定法的应用

齿轮的点蚀破坏,是许多闭式齿轮传动的主要破坏形式,所以,齿面抗点蚀能力、齿面接触疲劳强度计算的准确度,就直接关系着齿轮传动的质量与寿命。采用快速试验法,即罗卡提方法,只用少量试件,可快速地得出试验齿轮材料的疲劳极限应力的预估值,并用MATLAB进行数据处理做出齿轮疲劳寿命曲线和损伤累计曲线。     

齿轮接触疲劳极限Locati快速测定法的研究

对齿轮进行寿命和可靠性设计时,其材料的疲劳极限起着至关重要的作用。由于罗卡提(Locati)快速测定法具有时间短、数据少并且试验结果较可靠的优点,成为齿轮疲劳试验常用的方法,但该方法必须参照相关试验资料确定参考曲线。探讨了一种更为可靠的数据处理方法,与传统的方法相比,既不需要预先确定参考曲线,也不需要计算疲劳损伤累积和,而是通过直接求解疲劳曲线方程得出相应的疲劳极限。改进后的方法只是单纯地求解方程,计算过程简单,结果更为可信准确。通过疲劳试验验证该方法是可行的,为疲劳试验快速测定法获得相关材料的疲劳极限提供了理论依据。     

齿轮接触疲劳极限应力测试研究

通过某齿轮材料的接触疲劳强度测试,对3种获取极限应力的方法进行对比研究,结果表明:齿轮接触疲劳试验优先推荐采用升降法,不建议使用S-N曲线图解法;同时升降法测试可以通过数据稳定性检测方法有效减少齿轮接触疲劳试验点数。     

42CrMo钢渗碳淬火齿轮弯曲疲劳极限快速测定

针对42CrMo钢生产新齿轮的需要,进行了齿轮弯曲疲劳强度试验。在对该材料进行化学成分分析和硬度检测后,提出基于LOCATI方法进行双齿脉动加载试验。根据试验所得数据,按统计学原理,拟合出S-N曲线,并获得置信度为95%、可靠度为95%的弯曲疲劳极限应力值。为该材料齿轮的弯曲疲劳可靠性设计、有限寿命设计提供了真实的试验依据。     

升降法测定齿轮的弯曲疲劳极限

齿轮弯曲疲劳强度是衡量齿轮性能的重要指标,开展齿轮试验是获得齿轮弯曲强度的有效方法。针对20Cr Mo H渗碳齿轮,采用升降法开展单齿弯曲疲劳强度试验研究,基于脉动加载法和成组试验方案,在电磁谐振疲劳试验机上对齿轮轮齿进行了5个应力级的疲劳强度试验;依据平截面和折截面两种方法计算轮齿齿根应力,分析得到了该齿轮的弯曲疲劳极限;结合轮齿裂纹位置和断口形貌,分析了形成原因,结果表明,折截面法确定的危险截面位置更加符合实际,为进一步研究齿轮的弯曲疲劳强度提供了基本思路。     

硬齿面齿轮弯曲疲劳极限试验分析

通过试验得出试验齿轮的弯曲疲劳极限是一种确定齿轮极限应力的可靠方法,采用Locati疲劳极限快速测定法,对相同参数的硬齿面齿轮试件分别做了脉动加载弯曲疲劳试验和负荷运转试验,应用MATLAB对实验数据进行了分析,绘制了两种试验方法下的损伤积累模拟曲线,并对结果进行了分析。     

快速测定合金钢疲劳极限的方法

本文对16Mn合金钢试件进行了旋转弯曲疲劳极限的快速测定,六根试件试验的结果表明,用该方法测定的合金钢疲劳极限与用传统的升降法所得结果相比较,其相对误差均小于5％。该方法只需一、二根试件,在二,三个小时内就可测定出材料的疲劳极限。可快速地为机械的疲劳设计提供可靠的数据。     

材料长时间应力循环下疲劳极限的确定

高温旋转动力机械制造中，设计寿命要数万至十几万小时，这就要根据相应时间应力循环的疲劳极限来进行设计。但材料的疲劳强度试验不可能进行这么长时间，根据短时疲劳极限试验曲线和经验公式，用数理统计外延方法，计算材料长时疲劳极限值，其计算值与试验值相吻合。     

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ZRCAE V2.0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.     

任意循环特征稳定交变应力下的疲劳极限

本文以疲劳强度的经典理论为基础,对传统的疲劳极限计算公式进行深化研究,推导及归纳出一组较为简便的机械零件材料疲劳极限通用计算公式。该组公式以简单的解析形式清晰地描述了机械零件材料疲劳极限随循环特征参数r及应力循环作用次数N变化而改变的特定规律。根据所提供材料的机械性质,工程技术人员很易利用本文导出的公式及推荐的表格直接确定机械零件材料在任意循环特征稳定交变应力条件下承受任意次应力循环作用的疲劳极限。     

疲劳极限应力图线的表达式与试验研究

本文推导了只含有一个待定常数的二次多项式拟合方程σ_a=[1-pσ_m/σ_b-(1-p)(σ_m/σ_b)~2),对该方程作了较详尽的评定分析,并就我国常用的正火45、调质40Cr、16Mn和A3四种钢材的单向拉伸疲劳极限应力图线进行了试验研究。理论分析和试验结果均表明,本文引荐的拟合方程具有普遍的适用意义,由此引起的最大相对误差一般不会超过15％。文中还给出了上述四种钢材的拟合方程。     

渗碳及渗碳喷丸齿轮轮齿弯曲疲劳极限的定量分析

跳出学科分工的局限性,对以齿轮为例的表面强化零件的表象疲劳极限进行综合分析。采用20CrMnTi钢制备三点弯曲小试样及齿轮试样。试样都经过同样的渗碳(并淬火及低温回火)处理,其中一半试样再经过表面喷丸强化。为了对比,还有一组小试样经过伪渗碳处理。测定了小试样表面层的残余压应力场。利用升降法确定了5×106周、应力比0.05条件下小试样和齿轮试样轮齿的弯曲疲劳极限载荷,并对各组试验中疲劳寿命最长的断口进行分析。建立有限元模型,并利用ANSYS软件计算齿轮根部的应力场。利用“疲劳源形成和疲劳极限的微细观过程理论”及“表面和内部疲劳极限”的概念对试验结果进行定量分析,并探讨根据小试样疲劳极限确定复杂零件(如齿轮)疲劳极限载荷的方法,以及表面强化工艺优化的问题。     

快速测定零部件疲劳极限方法的试验研究

对四种材料和两种工艺的CA—15连杆进行了快速测定疲劳极限的试验研究,并以升降法为标准评价了快速法的精度;在数据处理方面,扩展了参考曲线族的概念,阐明了快速法广泛应用的可能性;建立了Σn_i/N_i-σ_r曲线的数学表达式,提高了数据处理的效率和精度。     

18CrNiMo7-6高铁齿轮钢的疲劳极限评定

在不同最大循环应力(600～880 MPa)和应力比0.1下对18CrNiMo7-6高铁齿轮钢进行棘轮试验和疲劳试验,先通过对稳定阶段的棘轮应变差值和温升与最大循环应力进行拟合来预测疲劳极限,然后再基于由棘轮应变差值和温升计算的断裂疲劳熵来预测疲劳极限,并将不同方法的预测结果与试验结果进行对比。结果表明：由稳定阶段的棘轮应变差值和温升与最大循环应力的线性拟合得到的疲劳极限分别为664.9,681.4 MPa,与由疲劳试验得到的疲劳极限(689.0 MPa)的相对误差分别为1.11%,3.50%,说明用这2种方法预测疲劳极限的精度较高;当最大循环应力为673.2 MPa时,断裂疲劳熵值由0.1 MJ·m^-3·K^-1以下突变增至0.46 MJ·m^-3·K^-1,由此预测得到的疲劳极限为673.2 MPa,与疲劳试验结果的相对误差为2.3%,预测精度较高。     

齿轮传动中齿轮许用应力的计算

<正> 在齿轮强度计算中,需要确定齿轮的许用接触应力和许用弯曲应力。国标 GB3480-83是以试验齿轮试验得来的极限应力为基础,考虑计算齿轮与试验齿轮具体条件的不同,引进一系列的系数进行修正,然后把修正后的极限应力作为计算齿轮的许用应力。对一般的齿轮传动,因绝对尺寸,齿面光洁度、圆周速度及润滑等因素对实际齿轮材料的疲劳极限影响不大,通常可不予考     

渐开线齿轮齿根应力分析

提出了基于任意转角位置的渐开线齿轮齿廓数学模型的齿根任一点局部应力的折截面法计算数学模型,并验证了该数学模型中曲率半径计算公式的准确性.运用该数学模型实现了不同的刀廓构成参数和齿轮齿数对齿根最大应力、应力分布影响的数值分析.其计算结果将为渐开线齿轮设计、参数优化选择等提供参考数据,同时为齿根应力数值分析提供了新的数学模型.     

内齿轮齿根应力计算

本文推导了齿轮插刀按范成原理切制渐开线直齿内齿圆柱齿轮齿廓过渡曲线方程式,并由此方程式求解内齿轮齿形系数及齿根应力集中系数。其结果可用于内齿轮齿根应力的计算。     

无损伤条件疲劳极限

假设材料有无损伤条件疲劳极限Snd，从而构造出双对数应力-寿命线性关系。以相关系数γ为目标函数进行优化拟合，得到22种常用国产金属材料的Snd，及S-N曲线；给出了国产钢材Snd的经验公式及在不同可靠度下Snd的估算方法。拟合所得P-S-N曲线比常规P-S-N曲线适用范围更广。     

基于Monte-Carlo模拟的小样本下齿轮疲劳极限计算方法及软件开发

齿轮疲劳极限评估Dixon-Mood(D-M)法的试验样本需求量较大,标准差估计值存在较大偏差,因此基于Monte-Carlo模拟提出小样本的齿轮疲劳极限分析方法(CQUboot),并结合大量弯曲疲劳极限试验对D-M法和CQUboot法进行了对比分析。与GB/T 14230—2021《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》推荐的20～22个样本计算结果相比,样本量降至12时,D-M法的最大误差为15.76%～24.99%,CQUboot法为8.02%～12.98%;以12.66%为疲劳极限预估允许的最大误差时,D-M法至少需要10～18个样本点,CQUboot法只需8个样本点。     

饲料中粗纤维的快速测定法

饲料样品用适当浓度的酸、碱溶液处理,经水洗,中和及静置沉积后,用简单的倾倒法使粗纤维与沙子等杂质分离,所得粗纤维置130℃中烘干2h,即可直接定量测定饲料中的粗纤维含量。本方法无需纤维测定仪、真空抽滤装置及高温炉等设备;方法的相对标准偏差为2．7％,双试平行差在0．03－0．08％之间,极差为0．39％;t检验表明,本法与GB／T6434－94法之间无显著性差异。方法简便、快速、准确,易于推广。