直齿锥齿轮齿面内部疲劳断裂失效分析及研究
杨凡
汪锐
程旭东
王习文
舒婵
雷晓
智新科技股份有限公司 研发中心,武汉 430058
摘要：[目的]针对新能源汽车差速器直齿锥齿轮耐久试验中出现的齿面内部疲劳断裂失效问题,目前尚缺乏统一设计校核标准,为此开展失效机制分析与风险评估研究.[方法]首先,对断裂齿轮进行宏观形貌观察与扫描电镜检测,明确失效模式为齿面内部低周疲劳断裂;其次,依据ISO/TS 6336-4:2019标准并结合改进型Dang Van准则,建立齿面断裂力学计算模型,定量计算轮齿不同深度处的材料暴露值;然后,分析接触应力与残余应力对失效的影响规律;最后,提出热处理工艺优化措施并进行试验验证.[结果]结果表明,齿面接触应力与内部残余应力是影响材料暴露值的核心因素,裂纹源萌生于次表层最大切应力处;优化喷丸工艺后,渗碳层过渡区材料暴露值由1.09降至0.87;改进后的齿轮通过全部耐久试验,有效提升了疲劳寿命.研究可为直齿锥齿轮抗疲劳设计提供参考.
关键词：直齿锥齿轮齿面疲劳断裂接触应力残余应力材料暴露值
分类号：TH132(机械零件及传动装置)
论文发表日期：2026-06-30
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：7( 193-199 )
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