25Cr2Ni4WA合金钢渗碳淬火齿轮的弯曲疲劳试验分析

采用双齿弯曲脉动加载试验法,进行了25Cr2Ni4WA齿轮弯曲疲劳强度试验.根据试验所得数据,按统计学原理,拟合出S-N曲线,并获得不同置信度、可靠度下的弯曲疲劳极限应力值;能为该材料齿轮的弯曲疲劳可靠性设计提供了实践基础数据.     

修形齿轮弯曲疲劳寿命对比试验研究

为探究修形参数对齿轮疲劳特性的影响,采用罗卡提法进行齿轮疲劳特性对比试验。试验采用错齿啮合方案,利用Romax确定了试验载荷相应的弯曲应力,并用Matlab对试验数据进行了处理分析,得到不同修形参数下的齿轮弯曲疲劳强度。试验结果表明,在给定工况下,选择合适的齿顶修形能够提高齿轮的弯曲疲劳寿命,为修形方法在齿轮中的应用提供了基础数据参考。     

基于42CrMo齿轮的弯曲疲劳试验研究

42CrMo属于超高强度钢,其具备较高的强度,材料淬透性能好,淬火后的变形量小,大量地应用于牵引用的大齿轮、承压主轴、连杆等传动件材料,弯曲疲劳试验对齿轮疲劳寿命预测具有重要意义。首先,通过齿轮弯曲疲劳试验,获得了应力比R=0.1时交变载荷作用下的齿轮弯曲疲劳试验数据,得到了齿轮弯曲疲劳强度P-S-N曲线和拟合曲线关系式,以及不同可靠度下齿轮所能承受弯曲的疲劳极限值。随后,采用有限元方法对齿轮弯曲疲劳试验进行了数值模拟,得到了齿轮齿根处的静力学强度和理论计算值对比,分析表明数值模拟所得结果与理论分析结果基本一致,可以作为弯曲疲劳试验疲劳寿命仿真的基础。最后,通过弯曲疲劳寿命试验试验值与数值模拟结果对比,结果表明,疲劳寿命试验值与可靠度在84.1%时数值模拟得到的弯曲疲劳寿命基本一致,验证了数值模拟的准确性,因此能够有效预测42CrMo齿轮的弯曲疲劳寿命。     

风电齿轮箱行星齿轮用连铸坯的试验研究

为了验证合金钢连铸坯作为兆瓦级风电齿轮箱行星齿轮原材料是否能满足设计要求,在控制合金钢连铸坯冶金质量的前提下,进行试验研究.具体试验包括旋转弯曲疲劳试验、齿根弯曲疲劳试验、齿面接触疲劳试验等.最终得到的试验数据表明,对于内孔不小于300 mm的行星齿轮而言,使用合金钢连铸坯作为原材料,能够满足设计要求.     

A35CrNiMo感应淬火齿轮弯曲疲劳强度试验

为解决某大型升船机用大模数齿条新材料-A35CrNiMo感应淬火弯曲疲劳特性基础数据缺乏,准确预测和评估该大型装备的寿命和可靠性问题,采用成组与爬山试验相结合的方法,对该种材料齿轮弯曲疲劳特性开展了试验研究,采用LABVIEW软件对试验数据进行处理,得到了齿轮的疲劳极限应力、弯曲疲劳寿命分布和不同可靠度下的P-S-N曲线,为该材料齿轮齿条可靠性、安全性设计提供了基础数据。     

铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响的试验研究

当前，表面硬化齿轮存在多种铸锭工艺状态，开展铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳性能影响研究，对齿轮抗疲劳精益设计和成本控制有十分重要的意义。对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6渗碳齿轮开展了表面完整性表征测试，研究了不同铸锭状态齿轮的齿根残余应力、表面粗糙度和硬度差异；基于国家标准GB/T 14230—2021《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》，设计了齿轮弯曲疲劳试验方案，对模铸锭、连铸坯和电渣锭18CrNiMo7-6齿轮开展了升降法齿轮弯曲疲劳试验，获取了不同可靠度下的弯曲疲劳极限，探究了铸锭工艺对齿轮弯曲疲劳极限的影响；对3种工艺状态齿轮开展了Locati快速测定法的齿轮弯曲疲劳极限测试，研究了两种试验方法的弯曲疲劳极限结果差异，为我国齿轮疲劳基础数据建设与抗疲劳主动设计提供参考。     

齿轮轮齿弯曲疲劳试验中的若干问题

在试验研究的基础上,本文对齿轮轮齿弯曲疲劳试验的若干问题:试验方法,试验齿轮轮齿间隔齿数,试验齿轮制造误差及弹性变形等进行了分析研究,提出了提高齿轮轮齿弯曲疲劳强度试验质量的建议.     

齿轮内在品质对齿轮强度和寿命的影响

齿轮的内在品质是由齿轮的材料品质、锻造品质和热处理工艺品质等所决定的.约有35％的齿轮的失效与齿轮内在品质太差有关.主要论述了渗碳淬火齿轮内在品质的部分项目(表层脱碳、内氧化、粗大马氏体、碳化物组织、非马氏体组织、黑色组织、残余奥氏体、晶粒度等)对齿轮强度和寿命的影响,其影响程度多数以试验结果的数据表示.用5种材料渗碳淬火齿轮的R-S-N曲线试验结果数据(齿轮脱碳层深度0.2～0.3 mm时,齿轮的弯曲疲劳极限应力σF lim降低23％～50％),说明了齿轮表面脱碳对齿轮弯曲疲劳强度的极大影响.     

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。     

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。     

18Cr2Ni4WA齿轮弯曲疲劳试验及基于可靠度的试验数据统计研究

针对18Cr2Ni4WA渗碳淬火齿轮弯曲疲劳试验,介绍试验方法、试验齿轮、试验机及夹具,说明应力水平确定方法,最后通过失效判据判定失效寿命得出试验点数据,根据试验数据拟合出R—S—N曲线,并对试验数据处理方法进行探索。根据试验数据确定其寿命的威布尔分布,为渗碳淬火齿轮的可靠性定量评估提供一种切实可行的方法,为齿轮可靠性设计提供基础试验数据。     

基于分层贝叶斯模型的齿轮弯曲疲劳试验分析

常规齿轮弯曲疲劳试验数据处理方法是基于最小二乘法（LSE）等传统频率理论的,在小样本条件下可靠度应力寿命（P-S-N）曲线易发生拟合失真。基于成组法开展了8620H钢表面渗碳齿轮的弯曲疲劳试验,将贝叶斯理论应用于小样本条件下弯曲疲劳试验数据分析,建立了齿轮弯曲疲劳试验数据的分层贝叶斯（HBM）模型,并通过Gibbs采样获得了参数的后验分布,得到齿轮弯曲疲劳P-S-N曲线。同时以50%和99%可靠度下S-N曲线相对斜率比为评价指标,对比了LSE模型与HBM模型拟合效果,结果表明：随着试验样本数据量的变化,HBM模型的相对斜率比α波动变化率为传统LSE模型的1/40,小样本条件下HBM模型结果优于传统的LSE模型结果。HBM模型可推广应用至齿轮接触疲劳试验等数据分析中。     

齿轮疲劳特性小样本试验统计分析方法

利用STRONl603型电磁谐振疲劳试验机,采用双齿脉动加载法,对38Si Mn Mo调质齿轮试件进行了弯曲疲劳试验,在短寿命区采用4级恒定应力水平成组试验法,在长寿命区采用应力升降法,获得了齿轮弯曲疲劳寿命。对试验数据采用Monte-Carlo模拟法估计分位秩,再利用回归法得到了不同应力水平下的三参数威布尔分布参数及应力-寿命曲线,这套方法将为齿轮的弯曲疲劳试验数据的整理提供真实可靠的基础。     

20CrMnMo齿轮弯曲疲劳性能试验研究

将同一批次加工的20CrMnMo齿轮分为两组,其中一组经过齿根喷丸强化后,分别对两组齿轮进行弯曲疲劳强度试验,通过对试验数据的处理,获得两组齿轮的R-S-N曲线和不同可靠度的极限应力,为后续齿轮设计制造提供了必要的试验数据。     

齿轮弯曲疲劳的研究进展与发展趋势

齿轮弯曲疲劳性能是现代齿轮传动的关键设计指标,也是影响高端齿轮装备服役性能和可靠性的关键因素。尽管齿轮弯曲疲劳研究取得显著进展,但由于基础数据建设、抗疲劳制造、主动设计方法等方面与国外先进水平存在差距,限制了我国高性能齿轮传动产品性能。结合文献调研、行业交流与课题研究经验,详述了齿轮弯曲疲劳的研究进展与发展趋势,重点介绍了齿轮弯曲疲劳的失效机理、理论分析、试验技术、承载能力、影响因素等内容,归纳了提升齿轮弯曲疲劳性能的有效措施,期望推动我国齿轮抗疲劳技术的发展与应用。     

18Cr2Ni4WA渗碳淬火齿轮弯曲疲劳特性试验研究

论述了18Cr2Ni4WA渗碳淬火齿轮弯曲疲劳特性的试验研究情况。试验采用3级恒定应力水平的成组法，拟合出的R—S—N曲线，获得了不同可靠度下的弯曲疲劳特性，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可靠的基础数据。     

圆弧齿轮单齿弯曲疲劳试验

本文设计了圆弧齿轮单齿弯曲疲劳试验夹具,成功地在高频疲劳试验机上进行了圆弧齿轮弯曲疲劳强度试验,为提高圆弧齿轮弯曲强度开劈了新的试验研究途径。     

提高QY6-1型激振式单齿弯曲疲劳试验机试验精度与效率的研究

评价一个试验装置的重要参数之一,就是试验数据的精确度。在我所1976年研制成功的QY6-1型激振式单齿弯曲疲劳试验机(图1)上,通常是测得载荷ρ(图2),但试验齿轮的弯曲疲劳破坏除与ρ值有关外,还与加载点的位置与齿轮几何参数等有关,即与试验齿的弯曲疲劳应力σ值有关。因此,如在试验中加载点位置发生变化或齿轮参数有所不同均能造成试验数据的分散。如忽略载荷ρ在试验齿上引起的压缩马力和剪切力的影响,则断面S上的最大弯曲应力为     

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,在公未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.     

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。