隨機載荷呈威布爾分布的齒輪彎曲疲勞強度的研究.pdf

1、齒輪傳動是機械傳動主要的形式之一,它具有傳動比范圍大、傳動效率高、功率范圍廣、結構緊湊等一系列優(yōu)點。隨著科學技術的發(fā)展,所要求的傳動速度在不斷提高,例如在高速動車組、航空航天等領域齒輪傳動越來越受人們的關注。
　　疲勞失效是齒輪零件最主要的失效形式,齒輪零件在實際工作過程中承受的是隨機載荷。通過對載荷譜進行采集、統(tǒng)計分析,可知隨機載荷一般服從連續(xù)型概率分布,例如指數(shù)分布、正態(tài)分布、極值分布和三參數(shù)威布爾分布,而三參數(shù)威布爾分布是一

2、種更為普遍的分布形式,其它分布都可以看作三參數(shù)威布爾分布的特殊分布類型。本文在隨機載荷服從三參數(shù)威布爾分布條件下對齒輪的彎曲強度進行了理論分析和試驗研究。
　　本文由國家科技支撐計劃課題“大功率風電機組研制與示范”子課題“1.5MW以上風電機組齒輪箱的研制及產業(yè)化”(項目編號:2006036004099)資助。文中利用疲勞損傷等效理論推導了隨機載荷的等效載荷的計算公式,同時分析了三個參數(shù)對等效載荷、載荷比例系數(shù)的影響規(guī)律,并就載荷

3、的波動程度對載荷譜的影響規(guī)律進行了理論研究。在相同均值和材料系數(shù)條件下對隨機載荷服從正態(tài)分布和三參數(shù)威布爾分布的等效載荷進行了對比分析,發(fā)現(xiàn)相同變異系數(shù)時三參數(shù)威布爾分布下齒輪的彎曲疲勞強度要小于正態(tài)分布下的疲勞強度。推導了隨機載荷下齒輪彎曲疲勞強度的理論計算公式,選取了合適的參數(shù),編制了試驗用隨機載荷譜,并推導了在隨機載荷服從三參數(shù)威布爾分布下齒輪彎曲疲勞強度的理論值。
　　在MTS材料疲勞試驗機上進行了齒輪彎曲疲勞試驗,并對試