一种评估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法技术
【技术实现步骤摘要】
一种评估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法
本专利技术属于机械零部件疲劳失效风险的评估方法，具体涉及一种评估以渗碳淬火为代表的表面硬化齿轮副接触疲劳失效风险的方法。
技术介绍
现代工业正朝着高速、重载、大功率的方向不断发展，所以工业生产对齿轮、轴承等重要零部件的功率密度和服役寿命有更高的要求。但齿轮的接触疲劳失效显著影响着诸如风机、直升机、船舰等机械设备的可靠性和使用寿命，极大影响人机安全和经济效益。由于齿轮接触情况复杂，且由于齿面硬化层梯度、残余应力梯度等因素的影响，使得齿轮的接触疲劳分析更为困难，有效评估齿轮接触疲劳失效风险一直是机械行业存在的技术难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是提供一种评估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法，它能评估齿轮接触疲劳失效风险，以评估结果为依据，避免因齿轮失效而导致的突发事故、因装置设备停机造成生产效益的损失。本专利技术所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括以下步骤：步骤1、依据齿轮副的几何运动学计算啮合位置的接触参数，建立接触分析模型；步骤2、基于齿轮副接触分析模型，进行接触应力应变分析，求出复杂多...
【技术保护点】
一种评估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、依据齿轮副的几何运动学计算啮合位置的接触参数，建立接触分析模型；步骤2、基于齿轮副接触分析模型，进行接触应力应变分析，求出复杂多轴应力场的等效剪应力；步骤3、根据齿轮材料的硬度曲线以及材料参数估算轮齿局部材料强度；步骤4、根据齿轮材料的残余应力曲线，将残余应力的换算成等效剪应力；步骤5、以等效剪应力除以齿轮局部材料强度，得出关键接触区域任一点处的暴露值。
【技术特征摘要】
1.一种评估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1、依据齿轮副的几何运动学计算啮合位置的接触参数，建立接触分析模型；步骤2、基于齿轮副接触分析模型，进行接触应力应变分析，求出复杂多轴应力场的等效剪应力；步骤3、根据齿轮材料的硬度曲线以及材料参数估算轮齿局部材料强度；步骤4、根据齿轮材料的残余应力曲线，将残余应力的换算成等效剪应力；步骤5、以等效剪应力除以齿轮局部材料强度，得出关键接触区域任一点处的暴露值。2.根据权利要求1所述的估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法，其特征是，在步骤1中，所述的接触分析模型为：R＝R1R2/(R1+R2)式中，R1，R2为两齿轮接触位置的曲率半径，F为齿面法向载荷，R为综合曲率半径，E1，E2为两齿轮的弹性模量，E为等效弹性模量，υ1，υ2为两齿轮的泊松比，bH是赫兹接触半宽，pH为最大赫兹接触压力。3.根据权利要求2所述的估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法，其特征是，在步骤2中，等效剪应力为：式中，为等效剪应力，R为综合曲率半径，E1，E2为两齿轮的弹性模量，E为等效弹性模量，z为深度值，pdyn为接触点的局部赫兹接触压力，KA＝1.0，KV＝1.05，KHα＝1.0，KHβ＝1.39，Kγ＝1.0，pH为最大赫兹接触压力。4.根据权利要求3所述的估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法，其特征是，在步骤3中，局部材料强度为：τlocalstr(z)＝Kτ·Kmaterial·HV(z)式中，z代表深度，τlocalstr(z)为局部材料强度，Kτ为硬度转换系数，Kmaterial为材料系数，HV为沿深度z分布的硬度值。5.根据权利要求4所述的估表面硬化齿轮接触疲劳失效风险的方法，其特征是，在步骤4中，残余应力换算成等效剪应力为：
【专利技术属性】
技术研发人员：刘怀举，刘鹤立，朱才朝，宋朝省，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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