齒輪疲勞
關(guān)注創(chuàng)建者：琴湖暮雪 創(chuàng)建時間：2020-08-21
齒輪疲勞的視頻教程
Ansys workbench 聯(lián)合 ncode 計算齒輪嚙合疲勞流程
本課程案例流程介紹，介紹workbench做有限元計算，ncode做疲勞分析的過程，主要介紹初學(xué)者容易出錯的幾個技術(shù)點，以及相關(guān)的流程介紹。使用的演示模型為一對齒輪，其他部件的計算流程基本也是一樣的，流程過程都是一樣的，所以作為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)也夠用了。
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Ncode designlife 應(yīng)力/應(yīng)變疲勞分析
6、疲勞分析案例（學(xué)習(xí)流程） 7、后處理技巧匯總 8、工程實例講解1—高強螺栓應(yīng)力疲勞 9、工程實例講解2—齒輪應(yīng)力疲勞 10、工程實例講解3—壓力容器應(yīng)變疲勞
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齒輪疲勞的實例教程
摘要：對現(xiàn)行的齒輪彎曲疲勞設(shè)計方法進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行的方法如果采用按GBIT3480～1983齒輪彎曲疲勞實
驗方法，得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行齒輪的彎曲疲勞設(shè)計，只適用于齒輪單面受栽的情況。為了解決這一問題，從疲勞損傷的基本
理論出發(fā)，結(jié)合GB／T3480—1983齒輪彎曲疲勞實驗方法，推導(dǎo)出了求解齒輪雙面受栽彎曲疲勞應(yīng)力的修正方法和相應(yīng)
的計算公式，對原有的方法進(jìn)行了補充。
雙面受載齒輪彎曲疲勞設(shè)計方法研究.pdf
展開 建立齒輪的抗疲勞制造質(zhì)量檢測體系和健康監(jiān)測平臺，開發(fā)新型無損、在線的檢測技術(shù)與健康監(jiān)測和研發(fā)相關(guān)設(shè)備將是齒輪抗疲勞檢測研究的重點。通過檢測可確保制造的齒輪抗疲勞性達(dá)到要求，通過健康監(jiān)測可使齒輪的表面與次表面性能的破壞程度得到控制，從而實現(xiàn)齒輪長壽命、高可靠和安全使用的目的。
齒輪抗疲勞制造技術(shù)的未來發(fā)展趨勢可簡單總結(jié)為高、精、細(xì)、深。高是齒輪的表面性能要求高; 精是齒輪的表面最終要采用精加工; 細(xì)是齒輪加工工藝要求更細(xì); 深是齒輪的表面改性層要深，可承擔(dān)較高載荷和具有較長的使用壽命。
4 結(jié)束語
齒輪的表面完整性制造與抗疲勞制造將賦予齒輪表面具有新性能與功能，使齒輪零件具有長壽命、抗疲勞、高可靠的服役特性，是實現(xiàn)我國齒輪產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、產(chǎn)品換代的關(guān)鍵核心技術(shù)，也是我國齒輪生產(chǎn)行業(yè)從中低端產(chǎn)品生產(chǎn)邁向高端產(chǎn)品制造的重要途徑。
實現(xiàn)齒輪從成形制造到表面完整性制造的轉(zhuǎn)變并發(fā)展新的齒輪抗疲勞制造技術(shù)體系，需要體制的完善、市場的作用，更需要我們意識的改變和核心技術(shù)的培育，希望大家共同努力，為實現(xiàn)齒輪制造強國夢而努力。
來源：金屬熱處理
展開 研究表明表面粗糙度最低的C鋼輥具有較高的接觸疲勞壽命極限，有模擬加工直徑0.1 mm小孔的表面缺陷的C′鋼輥接觸疲勞壽命最低。
圖 12 最大赫茲應(yīng)力與齒面疲勞壽命關(guān)系
3.2 齒輪噴丸強化
噴丸強化通過機械手段在齒輪表面產(chǎn)生壓縮變形，使表面產(chǎn)生形變改性層，從而使表面強度提高，是齒輪提高齒輪疲勞強度廣泛應(yīng)用的方法。噴丸處理使齒面強化層內(nèi)產(chǎn)生很大的塑性變形，齒面表層殘余奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，誘發(fā)轉(zhuǎn)變成的馬氏體有方向性，并沿滑移線平行成束排列，原始馬氏體的位錯密度增加，結(jié)構(gòu)得到細(xì)化，噴丸使得齒輪的表面顯微硬度和齒面數(shù)十微米下的殘余壓應(yīng)力提高，可大幅度提高汽車齒輪的彎曲疲勞強度極限和使用壽命。
噴丸處理使得齒輪表面完整性發(fā)生下列主要變化，即① 引入殘余壓應(yīng)力場；② 形變細(xì)化組織結(jié)構(gòu)；③ 表面硬度的變化；④ 表面粗糙度改變；其中①②③前 4種表層變化，均可改善齒輪的疲勞壽命，而噴丸帶來的表面粗糙度增加則可能降低材料疲勞性能，對齒輪的噪聲產(chǎn)生惡化，不利于汽車的振動噪聲特性。通過控制噴丸強度、丸粒直徑等工藝參數(shù)、采取復(fù)合噴丸來改善噴丸對齒輪表面完整性的影響。齒輪噴丸強化表面完整性的控制關(guān)鍵則主要體現(xiàn)在對齒面殘余應(yīng)力分布狀態(tài)與表面粗糙度的控制，避免出現(xiàn)“欠噴”和“過噴”兩種不當(dāng)?shù)膰娡鑿娀?3.2.1 強力噴丸
日本在汽車齒輪抗彎曲疲勞強度表面強化技術(shù)研究方面，研究開發(fā)了多種形式的齒輪表面噴丸強化處理技術(shù)。如圖13所示，為齒輪表面噴丸強化示意圖。
圖 13 齒輪表面噴丸強化示意圖
日本馬自達(dá)汽車公司首先研究開發(fā)了高壓噴嘴形齒輪表面強力噴丸處理技術(shù)[7]。
展開 依據(jù)《GB T 18488.2-2006 電動汽車電機及控制器第2部分試驗方法》中第7章電機轉(zhuǎn)矩-特性及效率測試開展電機性能相關(guān)試驗，主要包括以下試驗項目：
1) 總成靜扭試驗
2) 總成齒輪疲勞試驗
3) 總成噪聲試驗
4) 橋殼垂直彎曲疲勞試驗
5) 橋殼垂直彎曲剛性試驗
6) 橋殼垂直彎曲靜強度試驗
三、傳統(tǒng)驅(qū)動橋與電動驅(qū)動橋測試方法比較
1 輸入轉(zhuǎn)速及試驗次數(shù)
在電動驅(qū)動橋總成齒輪疲勞試驗方面，由于采用電機驅(qū)動以后，輸入轉(zhuǎn)速相較于傳統(tǒng)驅(qū)動橋有很大程度的提高，這就導(dǎo)致主減齒輪的齒面磨損加劇，同時為了使輸出轉(zhuǎn)速回歸到車輛實際使用條件，普遍使用兩級減速，使主減速比相較于傳統(tǒng)驅(qū)動橋提高了50%左右，系統(tǒng)復(fù)雜度提高，可靠性下降，綜合來看，為了使試驗更加接近實際情況，對部分試驗方法及評價做出了如下修改：
1) 摒棄了QC/T 533-1999《汽車驅(qū)動橋臺架試驗方法》中總成齒輪疲勞試驗對試驗輸入轉(zhuǎn)速沒有要求的做法，采用驅(qū)動電機的額定轉(zhuǎn)速作為試驗輸入轉(zhuǎn)速進(jìn)行試驗；
2) 同時，有些采用提高輸入端試驗次數(shù)的做法，保證輸出端試驗次數(shù)更接近實際使用情況。
展開 滿足《QC/T534汽車驅(qū)動橋評價指標(biāo)》6.2齒輪疲勞評價指標(biāo)：試驗數(shù)據(jù)遵循對數(shù)正態(tài)分布（或布爾分布），取其中值疲勞壽命不低于50萬次，試驗樣品中最低壽命不得低于30萬次。
4.2 道路NVH測試
采用LMS數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集車輪后輪的轉(zhuǎn)速，二級齒輪的階次是76，一級齒輪的階次是 170。測得汽車加速和滑行時司機右耳噪聲：加速工況，二階齒輪最高59.52 dB，一階齒輪最高44.34 dB（見圖5）；滑行工況下，二階齒輪最高51.89 dB，一階齒輪最高37.92 dB（見圖6）。
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齒輪疲勞的最新內(nèi)容
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</figure><p><br></p><p><strong>4.疲勞壽命預(yù)測：</strong>利用仿真得到的應(yīng)力-時間歷程，結(jié)合疲勞理論預(yù)測齒輪的疲勞壽命
ODYSSEE機器學(xué)習(xí)模型搭建工作流程
PART.03
案例一：齒輪微觀修形設(shè)計與優(yōu)化
齒輪微觀修形在提升齒輪疲勞壽命、降低振動噪聲等方面均有重要的應(yīng)用價值。通過Romax軟件的高級LTCA分析功能可以查看調(diào)整齒輪微觀修形后的齒面接觸狀態(tài)，從而得到齒面載荷分布、實際重合度、傳動誤差等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
本案例以某電驅(qū)動齒輪箱為例，研究在不同的齒輪微觀修形下齒輪應(yīng)力情況。
增強可靠性
該工具能夠預(yù)測齒輪點蝕、軸承疲勞、軸斷裂等潛在失效模式，幫助工程師在設(shè)計階段規(guī)避風(fēng)險，提高產(chǎn)品的可靠性。
4. 支持定制化設(shè)計
無論是風(fēng)電齒輪箱、汽車變速箱，還是機器人精密減速器，Romax Nexus都能針對不同行業(yè)的需求提供定制化仿真方案。
Romax Nexus的競爭優(yōu)勢
1.
雖然這看似并非嚴(yán)重問題，但該波動頻率較高，可能導(dǎo)致各種不良后果，包括<strong>可聽見的噪聲</strong>、<strong>結(jié)構(gòu)振動</strong>和<strong>齒輪疲勞</strong>。若要減少扭矩波動，我們需要了解扭矩波動的來源，包括電激勵、電機結(jié)構(gòu)、機械共振、對準(zhǔn)度和負(fù)載。
Ncode軟件基礎(chǔ)與案例教程
https://www.yqgqt.org.cn/video/c17175
否
nCode疲勞計算實操及工程案例應(yīng)用
https://www.yqgqt.org.cn/video/c17189
否
Ansys workbench 聯(lián)合 ncode 計算齒輪嚙合疲勞流程
作者：高東海丨南京依維柯汽車有限公司
在某輕型商用車用6 擋變速箱國產(chǎn)化開發(fā)過程中，變速箱樣機在臺架上滿負(fù)載進(jìn)行“齒輪耐久疲勞壽命
［4］ 葉泉.基于有限元的齒輪齒條疲勞校核［J］.現(xiàn)代冶金，2018，46（2）：11-13.YE Quan. Pinion and rack fatigue checking based on finite element［J］.Modern Metallurgy，2018，46（2）：11-13.
經(jīng)過校核，兩級齒輪的齒根彎曲疲勞強度和齒面接觸疲勞強度安全。
表1 減速器齒輪參數(shù)對比
而且，與標(biāo)準(zhǔn)齒對比發(fā)現(xiàn)，提高齒頂高系數(shù)后，齒輪的端面重合度增大，齒面接觸和齒根彎曲安全系數(shù)都得到了提高。
分會場二：齒輪箱多體動力學(xué)及結(jié)構(gòu)疲勞仿真
本次議題，主講人將與您分享如何通過 Simcenter 3D 專業(yè)的齒輪箱模塊 Transmission Builder 方便快捷地建立風(fēng)電齒輪箱多體動力學(xué)模型，并準(zhǔn)確模擬齒輪箱動力學(xué)特性，結(jié)合 Simcenter 3D 的結(jié)構(gòu)疲勞、振動、噪聲模塊進(jìn)行齒輪箱疲勞以及 NVH 性能的進(jìn)一步分析預(yù)測。
4 產(chǎn)品性能試驗驗證
后橋順利通過齒輪疲勞試驗、道路耐久試驗及道路NVH測試，優(yōu)勢明顯。
