基于断裂力学的齿轮箱螺栓的失效分析及改进研究

摘要

指出由于铝合金齿轮箱和钢制螺栓的热膨胀系数不同,在齿轮箱温度升高后产生附加的温差载荷,此温差载荷是螺栓失效的根本原因,由此依据相关公式提出了改进措施。在对联接螺栓进行受力分析的基础上应用断裂力学理论,对改进前后螺栓的疲劳寿命进行了预测。原结构的疲劳寿命短,不满足要求,改进后的结构满足要求。改进措施是有效的,这也为齿轮箱的设计提供了参考。并对45钢和40Cr这2种材质的螺栓进行了对比,进一步说明失效的根本原因不是材质的问题,而是温差载荷。