高速重载工况下基于精细接触区域的斜齿轮齿面闪温分布研究

1

作者 甘敬升 古代辉 《农业装备与车辆工程》 2025年第7期76-81,共6页

为得到高速重载工况下斜齿轮传动副的齿面闪温分布情况,基于赫兹接触理论建立了斜齿轮齿面局部接触区域分析模型,推导了齿面接触相关函数,得到了接触点的相对滑动速度变化情况;基于此,考虑传动误差与承载变形,构建了基于局部接触区域的... 为得到高速重载工况下斜齿轮传动副的齿面闪温分布情况,基于赫兹接触理论建立了斜齿轮齿面局部接触区域分析模型,推导了齿面接触相关函数,得到了接触点的相对滑动速度变化情况;基于此,考虑传动误差与承载变形,构建了基于局部接触区域的斜齿轮齿面承载接触分析模型,从而获得了齿面载荷分布;依据Blok闪温理论,构建了局部接触区域下的闪温计算模型,进而得到了齿面瞬时接触温度。结果表明:考虑齿面间隙与传动误差下的基于精细接触区域的齿面承载闪温分布算法与传统ISO闪温计算方法、热弹流润滑算法相比,平均误差分别为8.3%和4.7%,且基于所提理论算法下得到的结果较传统ISO闪温计算方法更加符合实际情况。 展开更多

关键词 斜齿轮 高速重载 承载接触 载荷分布 齿面闪温

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基于最小势能原理的双渐开线齿轮载荷分布研究

2

作者 姜宇 樊智敏 +2 位作者 姜春雷 孙旭睿 闵令竹 《机电工程》 CAS 北大核心 2024年第4期559-569,共11页

双渐开线齿轮接触线上的载荷非均匀分布,使得载荷计算困难。采用现有的方法或过于简化导致精度不足,或过于复杂使得计算量大、耗时长,并不适用于双渐开线齿轮载荷分布研究。为此,将双渐开线齿轮接触线等分为若干段,建立了双渐开线齿轮... 双渐开线齿轮接触线上的载荷非均匀分布,使得载荷计算困难。采用现有的方法或过于简化导致精度不足,或过于复杂使得计算量大、耗时长,并不适用于双渐开线齿轮载荷分布研究。为此,将双渐开线齿轮接触线等分为若干段,建立了双渐开线齿轮载荷分布模型,综合有限元法对轮齿载荷分布进行了研究。首先,根据双渐开线齿轮的啮合特点,求解了时变接触线,将每一啮合时刻下的齿轮接触线“分段”;然后,基于最小势能原理,建立了双渐开线齿轮的载荷分布模型,综合有限元法对齿轮轮齿载荷分布进行了研究;最后,对双渐开线齿轮与普通渐开线齿轮的载荷分布进行了对比分析,并研究了输入扭矩、齿宽对双渐开线齿轮轮齿载荷分布的影响。研究结果表明:载荷分布模型与有限元仿真结果之间的误差在10%之内,载荷分布模型合理可靠;双渐开线齿轮沿接触线方向载荷分布不均匀,节线附近载荷值最大;同参数、同工况下的双渐开线齿轮载荷波动幅度小于普通渐开线齿轮;输入扭矩增加,双渐开线齿轮节线附近载荷分布发生突变;齿宽增加,双渐开线齿轮沿接触线载荷分布不均匀程度增加。 展开更多

关键词 渐开线齿轮 齿轮轮齿接触线载荷分布 时变接触线 分段法 最小势能原理 载荷分布模型 输入扭矩 齿宽

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面接触应力分布和啮合位置变化规律研究 被引量：3

3

作者 马登秋 叶振环 +1 位作者 冯前军 安玉 《制造技术与机床》 北大核心 2019年第9期53-58,共6页

以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象。根据齿面方程建立齿轮数学模型,进而建立齿轮副的动力学模型,并通过有限元对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面动态接触应力分布和齿轮副啮合位置的变化开展研究。结果表明:在齿宽方向,越靠近中截面,接... 以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮为研究对象。根据齿面方程建立齿轮数学模型,进而建立齿轮副的动力学模型,并通过有限元对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面动态接触应力分布和齿轮副啮合位置的变化开展研究。结果表明:在齿宽方向,越靠近中截面,接触应力越大,且其离中截面较远时,接触应力增速较快,靠近中截面时,增速变缓;齿轮进入和退出啮合时存在冲击现象,分度圆偏上和齿根附近区域的啮入冲击较大,且在齿宽方向,总体上越远离中截面,啮入冲击越大;啮入时啮合点从端面逐渐过渡到中截面,啮出时逐渐从中截面过渡到端面,但此过程非常短暂。研究结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计和应用提供理论基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线圆柱齿轮 齿面接触应力分布 啮合位置 啮合冲击

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考虑安装误差的摆线齿准双曲面齿轮轮齿接触分析 被引量：16

4

作者 王峰 方宗德 +1 位作者 李声晋 苏进展 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期213-218,共6页

基于双刀头(two-part cutter head)分体式刀盘,采用面滚式切制方法加工摆线齿准双曲面齿轮,依据其加工展成原理建立了数学模型,并在考虑安装误差的情况下进行了轮齿接触分析(TCA),得出了安装误差对其啮合性能的影响。在满足传动性能要... 基于双刀头(two-part cutter head)分体式刀盘,采用面滚式切制方法加工摆线齿准双曲面齿轮,依据其加工展成原理建立了数学模型,并在考虑安装误差的情况下进行了轮齿接触分析(TCA),得出了安装误差对其啮合性能的影响。在满足传动性能要求的情况下,设计了轮坯参数和机床加工参数。以一对摆线齿准双曲面齿轮为例,分析了各个安装误差对其啮合性能的影响。 展开更多

关键词 摆线齿准双曲面齿轮 端面滚齿 安装误差 轮齿接触分析 啮合性能

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线接触问题的弹性趋近量与滚子轴承的载荷分布 被引量：16

5

作者 陈家庆 张富辉 周永新 《机械设计与制造》 2003年第3期40-42,共3页

在对迄今为止所出现的各种线接触问题弹性趋近量分析方法进行全面阐述的基础上,就一些主要的弹性趋近量算式及其在滚子轴承载荷分布计算中的应用进行了求解和对比分析,分析表明三体接触时采用H.Zantopulos公式的结果最差,而在滚子轴承... 在对迄今为止所出现的各种线接触问题弹性趋近量分析方法进行全面阐述的基础上,就一些主要的弹性趋近量算式及其在滚子轴承载荷分布计算中的应用进行了求解和对比分析,分析表明三体接触时采用H.Zantopulos公式的结果最差,而在滚子轴承载荷分布的理论分析体系中,G.Lundberg、A.Palmgren、LucHoupert以及改进的切片法等理论的计算结果相差不大,可以根据需要选用。 展开更多

关键词 滚子轴承 载荷分布 弹性趋近量 线接触问题 解析法 经典数值法 有限元

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线接触滚动轴承的载荷分布及摩擦学分析 被引量：4

6

作者 曲庆文 钟振远 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期80-81,84,共3页

对线接触滚动轴承的载荷分布进行分析 ,得出其载荷分布规律 ;进行滚动轴承的摩擦学计算方法分析 ,得到通用的计算公式 。

关键词 滚动轴承 线接触 载荷分布 摩擦学 弹流润滑 通用 计算公式

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考虑轮齿变形的修形斜齿轮啮合刚度改进计算方法

7

作者 赵冬艳 王国平 石慧荣 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期75-83,113,共10页

斜齿轮轮齿受载变形会导致轮齿超前进入或滞后退出啮合,使轮齿啮合点偏离理论位置从而产生啮入或啮出冲击,而采用齿顶修形可减小或避免斜齿轮传动中进入或退出啮合时的冲击现象。针对齿顶修形斜齿轮传动,综合考虑轮齿齿面接触刚度和轮... 斜齿轮轮齿受载变形会导致轮齿超前进入或滞后退出啮合,使轮齿啮合点偏离理论位置从而产生啮入或啮出冲击,而采用齿顶修形可减小或避免斜齿轮传动中进入或退出啮合时的冲击现象。针对齿顶修形斜齿轮传动,综合考虑轮齿齿面接触刚度和轮齿弯曲变形引起的扩展啮合现象,根据齿轮接触线变化机理和切片法原理,建立了齿轮啮合刚度、轮齿接触线长度和载荷分布系数的计算模型,并利用给出方法对不同修形参数和外载荷作用下的斜齿轮啮合刚度及其波动特性进行了分析。通过与文献结果的比较,表明给出方法能够更加高效地准确计算斜齿轮啮合刚度,并获取啮合刚度波动系数与齿顶修形参数和传递载荷之间内在关系。 展开更多

关键词 齿顶修形 啮合刚度 斜齿轮 载荷分布 扩展接触

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蜗形凸轮分度机构接触线载荷分布研究 被引量：1

8

作者 闻岩 周玉林 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 1999年第8期22-24,共3页

利用切片法，推导出蜗形凸轮机构接触线轴线方向上的载荷分布公式。

关键词 蜗形凸轮机构 载荷分布 接触线

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考虑传动轴变形影响的齿轮载荷分布 被引量：7

9

作者 田涌涛 李从心 +1 位作者 佟维 吴昌华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第10期1526-1530,共5页

分析了以往齿轮弹性强度分析中有限元模型的不足 ,并基于子结构分析技术建立了包含传动轴的齿轮系统三维整体有摩擦弹性接触的计算模型 .用有限元参数二次规划法求解非线性部分 ,对齿轮系统进行有限元分析 .结果表明 ,齿轮齿宽方向载荷... 分析了以往齿轮弹性强度分析中有限元模型的不足 ,并基于子结构分析技术建立了包含传动轴的齿轮系统三维整体有摩擦弹性接触的计算模型 .用有限元参数二次规划法求解非线性部分 ,对齿轮系统进行有限元分析 .结果表明 ,齿轮齿宽方向载荷分布遵循折线规律 ,齿廓方向载荷分布呈半椭圆分布规律 ,齿轮系统的轴变形对齿轮齿面偏载状态有较大影响 .对于齿轮系统这种重复结构多的工程结构 ,子结构分析技术在解题规模和计算效率上都有其优越性 . 展开更多

关键词 齿轮系统 传动轴 齿向载荷分布 齿廓载荷分布 摩擦接触 有限元 子结构 接触带

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摆线齿准双曲面齿轮实际齿面接触分析 被引量：5

10

作者 杜进辅 方宗德 +2 位作者 高洪彪 张永振 赵国锐 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期35-40,共6页

为评估已加工的摆线齿准双曲面齿轮的啮合质量,基于实测齿面坐标点数据,用非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合离散点得到高度逼近真实齿面的数字化齿面,并依据空间啮合理论进行了数字化齿面的轮齿接触分析(TCA).与传统的滚检试验相比,该方... 为评估已加工的摆线齿准双曲面齿轮的啮合质量,基于实测齿面坐标点数据,用非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合离散点得到高度逼近真实齿面的数字化齿面,并依据空间啮合理论进行了数字化齿面的轮齿接触分析(TCA).与传统的滚检试验相比,该方法在获得实际齿面接触印痕的同时还可以获得传动误差曲线,比较全面地反映了实际齿面的啮合信息.最后通过比较某高速车桥齿轮副数字化齿面TCA与滚检试验结果,验证了文中方法的可行性. 展开更多

关键词 摆线齿 准双曲面齿轮 轮齿接触分析 非均匀有理B样条

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基于载荷分担理论的渐开线斜齿轮热混合弹流润滑分析 被引量：17

11

作者 邹玉静 常德功 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期495-504,共10页

沿接触线把斜齿轮分成许多小薄片,每一薄片看成具有当量角速度的直齿轮,根据欧拉方程得到任一接触点处的曲率半径和表面速度.然后基于载荷分担、弹流润滑和粗糙线接触理论,建立了考虑表面粗糙度的斜齿轮传动混合热弹流润滑模型.研究了... 沿接触线把斜齿轮分成许多小薄片,每一薄片看成具有当量角速度的直齿轮,根据欧拉方程得到任一接触点处的曲率半径和表面速度.然后基于载荷分担、弹流润滑和粗糙线接触理论,建立了考虑表面粗糙度的斜齿轮传动混合热弹流润滑模型.研究了斜齿轮传动稳态载荷分布下牛顿流体和Carreau流体时的润滑特性.结果表明:牛顿流体和Carreau非牛顿流体模型下,中心油膜厚度、油膜承载比例、油膜温升随时间和接触线的变化规律相同.牛顿流体下的摩擦系数较工程实际偏大.Carreau非牛顿流体模型下摩擦系数和工程实际相符,其随接触线啮合位置的变化规律与油膜厚度正好相反. 展开更多

关键词 渐开线斜齿轮 混合弹流润滑 载荷分担 欧拉方程 接触线

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基于ANSYS软件的拖拉机轴承和齿轮接触载荷分析 被引量：10

12

作者 王宏 王芸 潘江如 《农机化研究》 北大核心 2019年第9期240-244,共5页

变速箱是重型履带拖拉机的核心部件,随着现代拖拉机吨位和速度的不断提高,对变速箱齿轮的要求越来越高。为了提高拖拉机变速箱齿轮设计的效率和准确性,将ANSYS有限元分析引入到了拖拉机齿轮设计过程中,并建立了齿轮接触的三维有限元模型... 变速箱是重型履带拖拉机的核心部件,随着现代拖拉机吨位和速度的不断提高,对变速箱齿轮的要求越来越高。为了提高拖拉机变速箱齿轮设计的效率和准确性,将ANSYS有限元分析引入到了拖拉机齿轮设计过程中,并建立了齿轮接触的三维有限元模型,采用自由网格对网格进行了划分,并设置接触体后对齿轮的接触载荷和固有频率特性进行了有限元数值计算,得到了应力分布和固有频率特征数据。为了验证有限元计算的可靠性,以齿轮的失效性检验为例,采用实际检测和有限元分析计算两种方法对失效性进行了测试,结果表明:采用实际检测和有限元分析的结果吻合,从而验证了有限元分析的可靠性。 展开更多

关键词 ANSYS有限元分析 啮合齿轮 接触载荷 应力分布 拖拉机

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变双曲圆弧齿线圆柱齿轮修形设计及承载接触分析 被引量：4

13

作者 马登秋 刘永平 +2 位作者 叶振环 李大伟 魏永峭 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第14期170-179,共10页

为提高变双曲圆弧齿线(variable hyperbolic circular arc toothtrace,VHCATT)圆柱齿轮承载能力和改善其动态特性,提出齿面修形设计方法,即齿线方向的刀盘倾斜法和齿廓方向的抛物线修形刀刃法。首先,根据齿轮啮合原理和变双曲圆弧齿线... 为提高变双曲圆弧齿线(variable hyperbolic circular arc toothtrace,VHCATT)圆柱齿轮承载能力和改善其动态特性,提出齿面修形设计方法,即齿线方向的刀盘倾斜法和齿廓方向的抛物线修形刀刃法。首先,根据齿轮啮合原理和变双曲圆弧齿线圆柱齿轮修形齿面成形原理,推导修形齿面方程,利用软件MATLAB和UG实现齿面重构;其次,通过齿轮几何接触分析,计算齿面间隙,同时利用有限元法计算接触点柔度矩阵,进而建立承载接触非线性数学规划模型,获取轮齿承载啮合特性;最后,分析刀盘倾角、抛物线系数与抛物线顶点位置对修形齿面载荷分布与承载传动误差的影响。研究结果表明:取值合理的刀盘倾角和抛物线顶点位置可有效降低齿面载荷与改善系统承载传动误差特性;取值合理的抛物线系数可改善单齿和双齿啮合交替时的载荷突变情况。研究结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态设计和工业应用提供了理论基础。 展开更多

关键词 变双曲圆弧齿线(VHCATT)圆柱齿轮 齿面修形设计 承载接触分析 齿面载荷分布 承载传动误差

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渐开线斜齿轮的最恶加载精确处理与优化方法 被引量：5

14

作者 张立敏 王洪臣 尹海燕 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1718-1723,共6页

应用有限元分析技术代替传统的机械计算方法,研究了圆柱斜齿轮的轮齿接触应力和载荷分布.在使用UG精确建模的基础上,将模型导入到Patran&Nastran中;根据变形协调条件和力平衡关系建立轮齿面接触分析模型;之后依据实际情况,采用面-... 应用有限元分析技术代替传统的机械计算方法,研究了圆柱斜齿轮的轮齿接触应力和载荷分布.在使用UG精确建模的基础上,将模型导入到Patran&Nastran中;根据变形协调条件和力平衡关系建立轮齿面接触分析模型;之后依据实际情况,采用面-面接触的仿真模拟模式,确定危险截面和最恶加载线的位置;在施加300MPa面载荷的情况下,得到斜齿轮的最大弯曲应力出现在最恶加载线所在轮齿的齿根附近,应力值为208MPa.最后对齿轮进行了模态分析和轻量化优化,优化结果表明其降低了最恶加载载荷. 展开更多

关键词 斜齿圆柱齿轮 最恶加载线 结构优化 有限元法 接触应力 载荷分布

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斜齿轮齿面摩擦力对动力学的弯曲效应 被引量：3

15

作者 李文良 王黎钦 +1 位作者 常山 戴光昊 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期937-943,共7页

文章利用能量最小原理计算斜齿轮时变接触线上的载荷分布,在考虑齿面摩擦的情况下计算轮齿接触点的变形,通过对比有无摩擦两种情况的计算结果后可知,齿面摩擦对齿轮弯曲特性的影响较为明显,节点处的变形突变较大势必将引起较大的刚度变... 文章利用能量最小原理计算斜齿轮时变接触线上的载荷分布,在考虑齿面摩擦的情况下计算轮齿接触点的变形,通过对比有无摩擦两种情况的计算结果后可知,齿面摩擦对齿轮弯曲特性的影响较为明显,节点处的变形突变较大势必将引起较大的刚度变化从而带来振动和噪音。在考虑齿面摩擦的情况下构建齿轮的动力学模型,给出了主、从动齿轮绕旋转中心的振动位移轨迹。 展开更多

关键词 斜齿轮 动力学特性 轮齿摩擦 弯曲效应 时变接触线

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一种加载轮齿接触分析的通用模式

16

作者 杨林 金晶立 陶柯 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 1993年第4期33-38,共6页

研究了齿轮动力传动过程中轮齿啮合状态的数值仿真方法—加载轮齿接触分析。通过分析齿轮传动的一般过程及其加载啮合条件,建立了一种适用于各类点接触齿轮、线接触齿轮的轮齿啮合状态分析的通用模式。由此可以求出齿轮动力传动过程中... 研究了齿轮动力传动过程中轮齿啮合状态的数值仿真方法—加载轮齿接触分析。通过分析齿轮传动的一般过程及其加载啮合条件,建立了一种适用于各类点接触齿轮、线接触齿轮的轮齿啮合状态分析的通用模式。由此可以求出齿轮动力传动过程中任一时刻参与啮合的轮齿数、齿面接触区的位置形状及接触压力分布、齿轮传动误差、轮齿载荷分配等。 展开更多

关键词 点接触 线接触 齿轮 轮齿接触分析

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双圆弧齿轮瞬时接触区的简化计算

17

作者 白少先 李进宝 许恒伟 《太原理工大学学报》 CAS 2001年第1期51-53,共3页

利用弹性力学原理 ,计算了 GB1 2 759- 91型双圆弧齿轮在齿面任一点受集中力时齿面各处的下陷量 ,再由一对轮齿啮合时的空间几何关系计算出变形前齿面各点沿法向的间隙量 。

关键词 双圆弧齿轮 瞬时接触区 载荷分布 简化计算

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齿轮螺旋线修形优化研究 被引量：3

18

作者 司国雷 李侃 +3 位作者 陈君辉 王嘉磊 朱旭 李思作 《液压与气动》 北大核心 2022年第11期116-123,共8页

齿轮传动由于受制造和安装误差、齿轮弹性和热变形等因素的影响,在啮合过程中不可避免地会产生振动、冲击和偏载,从而造成齿轮效率和寿命偏低的问题。针对该问题,运用虚拟仿真验证手段,以典型外啮合直齿圆柱齿轮为研究对象开展螺旋线修... 齿轮传动由于受制造和安装误差、齿轮弹性和热变形等因素的影响,在啮合过程中不可避免地会产生振动、冲击和偏载,从而造成齿轮效率和寿命偏低的问题。针对该问题,运用虚拟仿真验证手段,以典型外啮合直齿圆柱齿轮为研究对象开展螺旋线修形优化。结果显示,优化后齿轮表面应力分布均载程度提高78.31%,传动误差降低41%,螺旋线载荷分布系数降幅达到39.3%,接近于1。可见,螺旋线修形能够显著改善因各种因素综合引起的螺旋线偏差,改善传动状态,提高啮合质量。 展开更多

关键词 直齿圆柱齿轮 螺旋线修形 传动误差 螺旋线载荷分布系数 轮齿应力分布

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宽斜齿轮修形有限元分析 被引量：15

19

作者 尚振国 王华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期214-219,共6页

应用有限元法考察了修形斜齿轮的轮齿接触和载荷分布。根据变形协调条件和力平衡关系建立了轮齿面接触分析有限元模型。宽斜齿轮副由一个渐开线齿轮和一个双鼓形齿轮组成,建立了齿轮传动装置整体有限元模型,开发了有限元网格划分程序。... 应用有限元法考察了修形斜齿轮的轮齿接触和载荷分布。根据变形协调条件和力平衡关系建立了轮齿面接触分析有限元模型。宽斜齿轮副由一个渐开线齿轮和一个双鼓形齿轮组成,建立了齿轮传动装置整体有限元模型,开发了有限元网格划分程序。应用ANSYS软件考察了修形参数对轮齿上载荷分布和接触应力的影响。 展开更多

关键词 宽斜齿轮 接触分析 齿轮修形 载荷分布 接触应力 有限元法

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直升机分扭传动直齿轮疲劳寿命评估方法 被引量：2

20

作者 丁晟 刘少军 胡贇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期135-140,共6页

为得到直升机主减速器分扭传动系统中关于直齿轮的疲劳寿命评估方法,在Lundberg-Palmgren疲劳寿命理论(L-P理论)和Hertz接触理论的基础上建立主动轮单齿疲劳寿命评估模型。该模型所需参数主要与轮齿啮合时的最大Hertz接触应力相关。为... 为得到直升机主减速器分扭传动系统中关于直齿轮的疲劳寿命评估方法,在Lundberg-Palmgren疲劳寿命理论(L-P理论)和Hertz接触理论的基础上建立主动轮单齿疲劳寿命评估模型。该模型所需参数主要与轮齿啮合时的最大Hertz接触应力相关。为利用有限元分析软件ANSYS求解此应力,确定主动轮单齿在啮合区的各啮合界点,并推导啮合区上的载荷分布规律,得到基于载荷谱多工况作用下主动轮的疲劳寿命评估方法,并针对某直升机在单工况作用下的直齿轮给出疲劳寿命评估算例。研究结果表明,该方法所得疲劳寿命估算值比试验值更加保守,是一种安全、有效的疲劳寿命估算方法。 展开更多

关键词 直齿轮 疲劳寿命 Lundberg-Palmgren理论(L-P理论) HERTZ接触理论 载荷分布

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