摘要：齿轮广泛应用于机械传动系统,其服役性能直接决定了整机设备的寿命和可靠性.齿根断裂是齿轮最危险的失效形式.齿轮弯曲疲劳试验方法有脉动型试验和运转型试验.脉动型试验因其良好的经济性和高效率,已成为国内外最常用的齿轮弯曲疲劳试验方法.但其固定齿轮不动的试验方案与齿轮啮合运转的情况不同,导致脉动型试验与运转型试验结果有所差异.为了补偿脉动型试验结果与运转型试验的差异,设计中引入了转化系数fkorr来修正脉动型试验的结果,然而面向当前材料和工艺环境的fkorr取值不清楚.本文基于最小次序统计量方法,建立了脉动型试验与运转型试验的转化模型,对12组不同材料、工艺和模数齿轮的脉动型试验结果进行分析.结果表明,转化系数fkorr在0.93~0.97之间,并讨论了材料、工艺和模数对转化系数的影响,为齿轮弯曲疲劳高效试验和抗疲劳设计提供了方法和数据支撑.

摘要：飞行汽车作为面向未来空中交通的新型交通工具,齿轮传动可靠性将成为其发展的关键因素。为提高飞行汽车传动系统疲劳可靠性,以某倾转翼飞行汽车试验偏置复合轮变速器作为研究对象,根据飞行任务剖面图编制齿轮传动输入载荷谱。结合应力强度干涉理论分析各级传动与齿轮系统的疲劳可靠性。将可靠度作为优化目标,以齿数、模数、齿宽、压力角及变位系数为优化变量,考虑基本结构、强度和质量约束条件,运用遗传算法获得高可靠轻量化的结构参数。研究表明,优化后的齿轮传动可靠度提高3.83%,质量减轻2.4%,为飞行汽车传动系统开发提供支撑。

摘要：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。

摘要：飞行汽车作为面向未来城市空中交通的新型交通工具,具有智能、高效和便捷的特点。齿轮传动作为飞行汽车动力传输的关键部件,其安全性与可靠性已成为制约飞行汽车发展的难题。但目前针对飞行汽车齿轮传动系统的可靠性分析方法缺失,现有齿轮传动设计方法未能考虑强度退化与失效相关性对系统可靠性的影响,存在潜在失效风险。因此,基于应力-强度干涉理论,建立了考虑强度退化与失效相关性的某飞行汽车齿轮传动系统动态可靠性分析模型;根据飞行任务剖面图建立载荷谱,并获得了齿轮接触与弯曲应力,通过Goodman准则将齿轮脉动循环应力历程等效为对称循环应力,以匹配基于S-N曲线的疲劳损伤计算;基于非线性疲劳累积损伤理论,建立了齿轮强度退化模型,并通过Copula函数描述了传动系统中的失效耦合相关性;结合应力-强度干涉理论,阐述了飞行汽车齿轮传动系统可靠性演化规律,为飞行汽车齿轮传动系统动态设计与可靠性优化奠定了基础。