新品类硬层次多弧形齿轮含锰料材的曲化劳损限度受力解析

　　试验齿轮试验齿轮的模数m=4，螺旋角=10，齿宽b=8mm.齿轮制造工艺路线为：毛坯-锻造-正火处理-粗车毛坯-探伤、化验-调质处理-半精车-滚齿-渗碳-车碳层-精车-淬火-刮齿。齿面平均硬度大于59HRC，齿面表面粗糙度Ra=0.8m1.6m.材料化学成份及力学性能均符合GB/T8539常规检验的规定。

　　试验机和试验夹具试验机是HS-LETRY100kN微机控制高频疲劳试验机，该机加载精度高，试验数据能准确显示和记录，本试验机加载频率是f=126131，应力比R=0.2.试验夹具如所示，该夹具具有自动加载功能，使载荷沿齿向均匀分布。

　　失效判据轮齿齿根出现可见裂纹、载荷或频率下降510、沿齿根断齿。试验方案与数据处试验方案采用单齿脉动加载法。被试齿轮从所有试验齿轮中随机抽取，并避免同一应力水平的被试轮齿来自同一齿轮。

　　1)在中寿命区，选取23级应力水平，采用成组法测定中值疲劳寿命和安全寿命;2)在指定循环级数N0=3106下，采用升降法测定条件疲劳极限。数据统计分析与处理的基本假定1)在成组法试验中，疲劳寿命遵循对数正态分布;在升降法试验中，疲劳强度遵循对数正态分布;2)在中寿命区，P-S-N曲线遵循式(1)，在对数坐标中呈直线，即符合式(2)。

　　试验数据分析结果升降法试验前先用成组法估算出粗略的疲劳极限值，然后根据估算值确定出应力级差。(提示本试验中，所有的应力参量s都以载荷F替代，F的单位为kN)升降法试验数据载荷Fj/kN试验循环数21.001.2506E 061.1755E 062.4180E 0520.501.7326E 06>3.0E 068.0490E 05>3.0E 0620.00>3.0E 065.1060E 05>3.0E 0619.50>3.0E 06升降法试验所得升降图升降法试验数据处理结果中值疲劳强度F5020.4167子样标准差/kN0.372790-疲劳强度F90/kN20.416795-疲劳强度F95/kN19.938999-疲劳强度F99/kN19.803699.9-疲劳强度F99.9/kN19.5498根据以上这些数据分析结果，可以明显看到可靠度分别为90、95、99、99.9时的疲劳强度，为了便于记录在此试验中用极限载荷代替。

　　承载能力计算以有限元分析所得到的ZY-1型双圆弧齿轮弯曲疲劳极限的理论值用于通用减速器系列的承载能力计算，以单级减速器为例，计算结果如所示。为相同规格参数的硬齿面渐开线齿轮减速器系列产品的承载能力。