为了提高齿轮的齿面接触疲劳强度

齿轮接触疲劳强度试验方法（GB/T14229-93）

1主题内容与适用范围

本标准规定了测定渐开线圆柱齿轮接触疲劳强度的试验方法，以确定齿轮接触承载能力所需的基础数据。

本标准适用于钢、铸铁制造的渐开线圆柱齿轮由齿面点蚀损伤而失效的试验。其它金属齿轮的接触疲劳强度试验可参照使用。 4试验方法

确定齿轮接触疲劳强度应在齿轮试验机上进行试验齿轮的负荷运转试验。当齿面出现接触疲劳失效或齿面应力循环次数达到规定的循环基数N。而未失效时（以下简称“越出”），试验终止并获得齿面在试验应力下的一个寿命数据。当试验齿轮及试验过程均无异常时，通常将该数据称为 “试验点”。根据不同的试验目的，选择小列不同的试验点的组合，经试验数据的统计处理，确定试验齿轮的接触疲劳特性曲线及接触疲劳极限应力。 4.1常规成组法

常规成组法用于测定试验齿轮的可靠度-应力-寿命曲线（即R-S-N曲线），求出试验齿轮的接触疲劳极限应力。

试验时取4～5个应力级，每个应力级不少于5个试验点（不包括越出点）。最高应力有中的各试验点的齿面应力循环次数不少于1×106。最高应力级与次高应力级的应力间隔为总试验应力范围的40%～50%，随着应力的降低，应力间隔逐渐减少。最低应力级至少有一个

齿轮设计计算!

直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算

直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算准则

为了保证在预定寿命内齿轮不发生点蚀失效，应进行齿面接触疲劳强度计算.

直齿圆柱齿轮传动的齿面接触强度计算准则是：

齿面接触应力 H小于或等于许用接触应力[ H]，即

H≤[ H]

赫兹公式

赫兹公式

齿面疲劳点蚀与齿面接触应力的大小有关，而齿面最大接触应力可近似地用赫兹公式：

1

H

Fn 1 2 2 b1 121 2 E1E2 1

进行计算，式中正号用于外啮合，负号用于内啮合。

实验表明，齿根部分靠近节线处最易发生点蚀，故常取节点处的接触应力为计算依据。

曲率半径

对于标准齿轮传动，节点处的齿廓曲率半径

d1dsin 2 N2C 2sin 22 ， 1 N1C

令d2/d1 z2/z1 u，

齿轮设计计算!

则中心距 a d1(d2 d1) 1(u 1)22，

或表示为

式中u为大轮与小轮的齿数比。由此可得 d1 2a(u 1)。

1

1 1 2 2 12(d2 d1)u 12 1 2d1d2sin ud1sin 法向力

在节点处一般仅有一对齿啮合，即载荷由一对齿承担，则

Fn Ft2T1a cos d1cos

机械零件的疲劳强度设计 文件类型：DOC/Microsoft Word 文件大小：字节

更多搜索：机械零件疲劳强度设计 第三章 机械零件的疲劳强度设计 一,选择题

3-1 45钢的持久疲劳极限σ-1=270MPa,,设疲劳曲线方程的幂指数m=9,应力循环基数N0=5×106次,当实际应力循环次数N=104次时,有限寿命疲劳极限为____________MPa.

(1)539 (2)135 (3)175 (4)417

3-2 有一根阶梯轴,用45钢制造,截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58,表面状态系数β=0.28,尺寸系数εσ=0.68,则其疲劳强度综合影响系数KσD=____________.

(1)0.35 (2)0.88 (3)1.14 (4)2.83

3-3 形状,尺寸,结构和工作条件相同的零件,采用下列不同材料制

造:a)HT200;b)35钢;c)40CrNi钢.其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是____________.

(1)a)和b) (2)c)和a) (3)b)和c) (4)b)和a) (5)a)和c) (6)c)和b)

3-4 零件的截面形状一定,如绝对尺寸(横截面尺寸)增大,疲劳强度将随之___

疲劳强度的

第二章 机械零件的疲劳强度§2—1 载荷与应力的分类 一、载荷的分类载荷大小和方向是否变化 静载荷

变载荷： 1)循环变载荷 2)随机变载荷 载荷理论值和实际作用效果载荷：1)名义载荷P 2)计算载荷 Pca=KP1

疲劳强度的

二、应力的分类1、应力种类 静应力：静应力只能由静载荷产生 变应力： 1) 稳定循环变应力:应力随时间按一定规律周期 性变化,而且变化幅度保持常数的变应力 2)非稳定变应力：a)规律性非稳定变应力、b)随机性非稳定变应 力，应用书p18 一个循环

O

t

O

t

规律性非稳定变应力

随机变应力

疲劳强度的

2、稳定循环变应力的基本参数和种类

a) 稳定循环变应力种类：应力循环特性

min max

1 1-1< γ<+1——不对称循环变应力

γ = –1 ——对称循环变应力

γ = 0 —— 脉动循环变应力 b) 基本参数最大应力 最小应力 平均应力 应力幅

γ =+1 —— 静应力 应力幅 a: 动载分量

max m a 平均应力 m :静载分量 min m a max m in m 2 a max m in

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疲劳强度的

第二章 机械零件的疲劳强度§2—1 载荷与应力的分类 一、载荷的分类载荷大小和方向是否变化 静载荷

变载荷： 1)循环变载荷 2)随机变载荷 载荷理论值和实际作用效果载荷：1)名义载荷P 2)计算载荷 Pca=KP1

疲劳强度的

二、应力的分类1、应力种类 静应力：静应力只能由静载荷产生 变应力： 1) 稳定循环变应力:应力随时间按一定规律周期 性变化,而且变化幅度保持常数的变应力 2)非稳定变应力：a)规律性非稳定变应力、b)随机性非稳定变应 力，应用书p18 一个循环

O

t

O

t

规律性非稳定变应力

随机变应力

疲劳强度的

2、稳定循环变应力的基本参数和种类

a) 稳定循环变应力种类：应力循环特性

min max

1 1-1< γ<+1——不对称循环变应力

γ = –1 ——对称循环变应力

γ = 0 —— 脉动循环变应力 b) 基本参数最大应力 最小应力 平均应力 应力幅

γ =+1 —— 静应力 应力幅 a: 动载分量

max m a 平均应力 m :静载分量 min m a max m in m 2 a max m in

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机械设计

第三章 机械零件的强度

§3-1 材料的疲劳特性 §3-2 零件的疲劳强度计算

机械设计

交变应力举例定义：随时间作周期性变化的应力,称为交变应力。

实例1 齿轮在啮合过程中，力F迅速由零增加至最大值，然 后减小至零。试观察齿根某一点A的弯曲正应力变化情况。PA σ

t

机械设计

实例2 由于电动机的重力作用产生静弯曲变形,由于工作时 离心惯性力的垂直分量随时间作周期性变化,梁产生交变应力.ωt

静平衡位置

stmaxmin

t

机械设计

实例3 火车轮轴上的力来自车箱.大小,方向基本不变. 即弯矩基本不变. P假设轴以匀角速度 转动. 横截面上 A点到中性轴的距 离却是随时间 t 变化的. A

P

tz

A的弯曲正应力为

随时间 t 按正弦曲线变化

O

t

机械设计

交变应力产生的原因

1、变载荷，载荷做周期性变化； 2、静载荷，但零件点的位置随时间做周期性的变化。

机械设计

交变应力的基本参数 m─平均应力 a─应力幅值

max─最大应力 min─最小应力

r ─应力比(循环特性)

max=?

min=?

描述规律性的交变应力有5个参数，但其中只有 两个参数是独立的。

机械设计

三个特例

特例1、对称循环 maxO

min

t

在交变应力下若最大应

动车转向架焊接构架的静强度和疲劳强度试验

试验 研究

文章编号:1002 7610(2009)04 0019 03

19

动车转向架焊接构架的静强度

和疲劳强度试验

冯遵委,唐永明,孙海东

(南车南京浦镇车辆有限公司转向架设计部,江苏南京210031)

摘 要:介绍了PW5100型和PW1200型城际动车转向架焊接构架在AEF实验室进行强度试验的情况,从载荷工况选取、试验台架设计、应变片布置和试验结果评定等方面比较了与国内试验的差异,总结了欧洲在构架强度试验方面的先进技术。

关键词:转向架;构架;强度;试验中图分类号:U270.331 文献标识码:B

TheStaticStrengthandFatigueStrengthTestforWelding

BogieFramesforMultipleUnits

FENGZun wei,TANGYong ming,SUNHai dong

(BogieDesignDepartmentofCSRNanjingPuzhenRollingStockCo.,Ltd.,Nanjing210031,China)Abstract:ThetestingoftheweldingbogieframesforPW51

同济大学《机械设计》 第7节 标准斜齿圆柱齿轮的强度计算 一． 齿面接触疲劳强度计算 1. 斜齿轮接触方式 2. 计算公式 校核式： ?H?ZEZH 设计式： KFtu?1???H?bd1??u????23. 参数取值说明 2KT1u?1?ZEZH?d1?3?d??u????H?1) ZE---弹性系数 2) ZH---节点区域系数 3) ??---斜齿轮端面重合度 4) ?---螺旋角。斜齿轮：?=80～250；人字齿轮?=200～350 5) 许用应力：[?H]=([?H1]+[?H2])/2?1.23[?H2] 6) 分度圆直径的初步计算 在设计式中，K等与齿轮尺寸参数有关，故需初步估算： a) 初取K=Kt 2b) 计算dt dt1? 32KtT1u?1?ZEZH??du????H?????c) 修正dt d1?dt13KKt二． 齿根弯曲疲劳强度计算 1. 轮齿断裂 KFtYFaYsaY??F????F?2. 计算公式校核式： bmn?? 设计式： 2KT1Y?cos2?YFaYsamn?3??F??dz12??3. 参数取值说明 1) YFa、YSa---齿形系数和应力修正系数。Zv=Z/cos3??YFa、YFa

1

第三章 机械零件的疲劳强度设计

一、选择题

3－1 45钢的持久疲劳极限σ-1＝270MPa,，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为____________MPa。

（1）539 （2）135 （3）175 （4）417

3－2 有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58，表面状态系数β＝0.28，尺寸系数εσ＝0.68，则其疲劳强度综合影响系数KσD=____________。

（1）0.35 （2）0.88 （3）1.14 （4）2.83

3－3 形状、尺寸、结构和工作条件相同的零件，采用下列不同材料制造：a）HT200；b）35钢；c）40CrNi钢。其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是____________。

（1）a）和b） （2）c）和a） （3）b）和c） （4）b）和a） （5）a）和c） （6）c）和b）

3－4 零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之____________。

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第三章 机械零件的疲劳强度设计

一、选择题

3－1 45钢的持久疲劳极限σ-1＝270MPa,，设疲劳曲线方程的幂指数m=9，应力循环基数N0=5×106次，当实际应力循环次数N=104次时，有限寿命疲劳极限为____________MPa。

（1）539 （2）135 （3）175 （4）417

3－2 有一根阶梯轴，用45钢制造，截面变化处过渡圆角的疲劳缺口系数Kσ=1.58，表面状态系数β＝0.28，尺寸系数εσ＝0.68，则其疲劳强度综合影响系数KσD=____________。

（1）0.35 （2）0.88 （3）1.14 （4）2.83

3－3 形状、尺寸、结构和工作条件相同的零件，采用下列不同材料制造：a）HT200；b）35钢；c）40CrNi钢。其中设计零件的疲劳缺口系数最大和最小的分别是____________。

（1）a）和b） （2）c）和a） （3）b）和c） （4）b）和a） （5）a）和c） （6）c）和b）

3－4 零件的截面形状一定，如绝对尺寸（横截面尺寸）增大，疲劳强度将随之____________。