20CrMoH齿轮弯曲疲劳强度研究

摘要

20CrMoH渗碳齿轮由于加入了Mo元素而显著提高了材料的淬透性和心部硬度，因而具有较好的工艺性能和传动性能。这种齿轮广泛应用于中、重型汽车传动装置中。齿轮在工作过程中承受较大的载荷，齿轮的弯曲疲劳强度往往是其传动性能的关键技术指标。目前关于20CrMoH渗碳齿轮弯曲疲劳强度的研究尚未见报道。本文的研究主要包括以下几个方面：
　　①针对20CrMoH渗碳齿轮开展单齿弯曲疲劳强度试验。试验采用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。
　　②依据平截面法和折截面法对不同载荷级下的齿根应力进行了计算，并对齿轮试样疲劳断口的宏观形貌进行了分析。
　　③应用概率论与数理统计理论对试验数据进行对数正态分布、二参数威布尔分布和三参数三种概率分布类型的假设检验，分析定应力下20CrMoH渗碳齿轮弯曲疲劳寿命的概率分布形式。
　　④对20CrMoH渗碳齿轮的弯曲疲劳寿命进行可靠性分析，拟合出该齿轮的PSN--曲线以及不同可靠度下的弯曲疲劳极限应力。
　　⑤结合APDL与齿廓方程，建立了20CrMoH渗碳齿轮参数化的有限元分析模型；基于ANSYS/FE—SAFE、以齿轮的计算齿根应力为基础，进行了齿轮弯曲疲劳强度分析，为齿轮弯曲疲劳强度研究提供了一种新的思路。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 机械疲劳可靠性研究概述

1.3 齿轮弯曲疲劳可靠性研究概述

1.4 本文研究的主要内容

2 20CrMoH渗碳齿轮弯曲疲劳试验

2.1 引言

2.2 齿轮试验装置

2.3 齿轮弯曲疲劳试验

2.4 齿轮弯曲疲劳试验结果

2.5 本章小结

3 疲劳断口分析与齿根弯曲应力计算

3.1 引言

3.2 疲劳断口截面分析

3.3 疲劳断口端面分析

3.4 齿轮试样齿根应力计算

3.5本章小结

4 齿轮弯曲疲劳试验数据统计处理

4.1 引言

4.2 齿轮弯曲疲劳试验数据整理

4.3 试验数据概率分布常用函数

4.4 定应力下齿轮弯曲疲劳寿命概率分布

4.5 齿轮弯曲疲劳强度P-S-N曲线拟合

4.6 本章小结

5齿轮弯曲疲劳强度有限元分析

5.1引言

5.1 有限元法介绍

5.2 试验齿轮静强度分析

5.3基于ANSYS/FE-SAFE试验齿轮弯曲疲劳分析

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 后续研究工作展望

致谢

参考文献

附 录