渗碳淬火圆柱直齿轮多轴应力接触疲劳风险预测模型研究
李路可1
邢勇香1
颜世铛2
王晓鹏3
1.郑州工商学院 工学院,郑州 4514002.郑机所(郑州)传动科技有限公司,郑州 4500013.郑州航空工业管理学院 机械工程学院,郑州 450015
摘要：[目的]齿轮接触疲劳失效形成机制是工业界亟待解决的重要瓶颈问题,深度表征渗碳淬火圆柱直齿轮改性层强度梯度承载能力特性与啮合接触应力应变力学响应的关联机制,是有效预测齿轮接触疲劳失效的关键方法.[方法]基于渗碳淬火圆柱直齿轮改性层梯度承载效应,建立齿轮梯度承载接触疲劳风险预测耦合数学模型;利用矩形微元显式解析解和离散数值高效计算方法,进行弹性半平面接触应力分量数学方程奇异积分接触问题求解,开展特征参数对疲劳风险失效研究.[结果]研究表明,特征参数摩擦切向载荷增量引起的应力风险域由近表面向表面迁移,表明良好润滑下裂纹易在近表面形成并扩展为点蚀失效,而润滑不良易引起表面应力增大,形成表面裂纹并优先形成微点蚀;表面硬度增量可强化材料承载参数,提升齿轮接触承载能力;残余压应力梯度增量提升了沿深度的抗剪切能力,可减缓近表层由剪切应力作用引起的撕裂型裂纹萌生;法向载荷增量易加速齿轮接触疲劳失效.预测模型与实际齿轮运转等级加载试验所表现的点蚀和微点蚀裂纹萌生机制、失效寿命特征完全吻合.
关键词：齿轮传动接触疲劳渗碳淬火多轴应力承载能力
分类号：TH132.41(机械零件及传动装置)
资助基金：河南省高等学校重点科研项目(24B460022)河南省科技攻关项目(242102220021)河南省高校重点研究项目(23A460004)
论文发表日期：2025-09-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 9-18 )
英文信息