軟件對斜(xie)齒輪的彎曲疲勞強度的研究是可行的。彎曲疲勞強度;彎曲應力;有限元分析;有限元模型中圖號TH13斜齒輪結構緊湊,具有較大的傳扭能力,是齒輪傳動中較為復雜的一種,廣泛應用于船舶、汽車、航空、電力、工程機械等眾多行業中,其工作性能對整個傳動系統有至關重要的影響。當前我國的斜齒輪研究如果仍采用國家標準所提供的數據,會有一定的風險,所以對國產斜齒輪進行疲勞強度研究是非常必要的。斜齒輪的彎曲疲勞強度在齒輪(lun)嚙合傳動過程中,齒輪齒根的危險截面承受彎曲應力、壓應力和剪切應力,起主導作,齒根受拉一側危險截面處的應力應為彎曲拉應力和殘余壓應力的合成。
輪齒的彎曲折斷失效。彎曲疲勞的強度極限,輪齒產生斷裂。齒根過渡形式對輪齒彎曲強度的影響。在機械行業中,大量使用漸開線齒輪來傳遞運動和動力,而齒輪工作壽命又與其彎曲疲勞強度有關,決定提高具有重要的意義。齒(chi)輪的工作壽命與最大彎曲應力值的n(n6)次方成反比,即彎曲應力略微減小,可使齒輪的工作壽命大大延長。在齒根過渡曲線處,形體發生突變,將會產生應力集中現象,所以漸開線齒輪的最大彎曲應力總是發生在齒根過渡曲線處,這會直接影響齒輪壽命。最大齒根彎曲應力值與齒根過渡曲線的形狀及其微分性質關系很大。進行齒輪的彎曲疲勞試驗,得出試驗齒輪的彎曲疲勞強度的數據利用冶金機械廠提供的斜齒輪試件,進行齒輪彎曲疲勞的試驗。試驗預采用雙齒脈動加載法。被試齒輪在所有試驗齒輪中隨機抽取,并保證同一應力水平的被試齒來自各個齒輪。在短壽命區采用四級恒得出每個應力水平對應的48個齒輪試驗的壽命,以擬合疲勞曲線傾斜段方程;在長壽命區采用應力升降法,以確定疲勞曲線水平段方程,從而獲得完整的齒輪彎曲疲勞曲線。
試驗(yan)因采(cai)用(yong)雙齒加載試驗(yan),當其(qi)中一個齒失(shi)效(以(yi)輪(lun)齒折(zhe)斷或(huo)輪(lun)齒裂紋擴展致使試驗(yan)機(ji)聲音(yin)突變時(shi)的(de)應(ying)(ying)力(li)循環(huan)(huan)次數(shu)為失(shi)效壽命)時(shi),試驗(yan)就停止(zhi)。對(dui)于未失(shi)效齒來說,該(gai)壽命是中止(zhi)試驗(yan)數(shu)據。這樣可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)數(shu)值分(fen)(fen)布得(de)出每次應(ying)(ying)力(li)水平(ping)(ping)Si的(de)失(shi)效密度(du)(du)函數(shu),便(bian)于得(de)出不同(tong)可(ke)靠度(du)(du)R下的(de)應(ying)(ying)力(li)Si與壽命Ni之間(jian)的(de)關系。為充(chong)分(fen)(fen)利用(yong)試驗(yan)信息,數(shu)據處理中采(cai)用(yong)了平(ping)(ping)均順序(xu)法(fa)進(jin)行壽命分(fen)(fen)布檢(jian)驗(yan)。應(ying)(ying)用(yong)MATLAB軟件(jian)對(dui)試驗(yan)數(shu)據進(jin)行分(fen)(fen)析(xi)MATLAB是一種科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)計算軟件(jian),專(zhuan)門以(yi)矩(ju)陣的(de)形式處理數(shu)據。利用(yong)MATLAB軟件(jian),對(dui)試驗(yan)數(shu)據進(jin)行分(fen)(fen)析(xi)。MATLAB的(de)語言特點MATLAB是美國MathWorks公司(si)開發(fa)的(de)大(da)(da)型數(shu)學(xue)(xue)計算應(ying)(ying)用(yong)軟件(jian)系統,它(ta)提(ti)供了強大(da)(da)的(de)矩(ju)陣處理和繪圖功能,簡單易用(yong),可(ke)信度(du)(du)高,靈活(huo)性好,因而在世界范(fan)圍內被(bei)科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)工(gong)(gong)作者、工(gong)(gong)程(cheng)師(shi)以(yi)及大(da)(da)學(xue)(xue)生和研究生廣泛使用(yong),目前已經成為國際(ji)市場上科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)研究和工(gong)(gong)程(cheng)應(ying)(ying)用(yong)方面(mian)的(de)主導軟件(jian)。掌握MATLAB并借助它(ta)解決理論與應(ying)(ying)用(yong)問題已經成為每一個從(cong)事科(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)研究和工(gong)(gong)程(cheng)技(ji)術人員應(ying)(ying)該(gai)具備的(de)技(ji)能。MATLAB給(gei)用(yong)戶帶來的(de)是最直觀(guan),最簡潔的(de)程(cheng)序(xu)開發(fa)環(huan)(huan)境(jing)。
MATLAB系統的(de)(de)(de)基本(ben)函(han)(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)庫具(ju)有初等(deng)函(han)(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)、初等(deng)矩(ju)陣和矩(ju)陣變換(huan),包括線(xian)性代數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)方(fang)程組(zu)和矩(ju)陣特征值問題等(deng)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)值線(xian)性代數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)、多(duo)(duo)項式運(yun)算(suan)和求根、數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)和傅立葉變換(huan)以及(ji)某些特殊的(de)(de)(de)矩(ju)陣函(han)(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)和數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)學函(han)(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)等(deng)眾多(duo)(duo)內容。另外(wai),MATLAB具(ju)有二(er)維(wei)、三(san)(san)維(wei)曲線(xian)和三(san)(san)維(wei)曲面繪圖功(gong)能,使(shi)用(yong)(yong)(yong)方(fang)法(fa)十分(fen)(fen)方(fang)便。應(ying)用(yong)(yong)(yong)MATLAB軟(ruan)件分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)試(shi)驗數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)MATLAB提供(gong)了完整的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)與可(ke)視(shi)化能力(li),通過(guo)工(gong)(gong)具(ju)箱(xiang)直接(jie)將數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)導(dao)入到(dao)MATLAB的(de)(de)(de)工(gong)(gong)作空間,利用(yong)(yong)(yong)MATLAB的(de)(de)(de)強(qiang)大靈活的(de)(de)(de)手段進行(xing)(xing)(xing)快速而又準確的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。這包括使(shi)用(yong)(yong)(yong)MATLAB提供(gong)的(de)(de)(de)高級數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)學和可(ke)視(shi)化分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)能力(li),在數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)采(cai)集過(guo)程中(zhong)或者(zhe)采(cai)集完畢(bi)后,進行(xing)(xing)(xing)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)以及(ji)可(ke)視(shi)化工(gong)(gong)作。利用(yong)(yong)(yong)MATLAB軟(ruan)件的(de)(de)(de)強(qiang)大功(gong)能,對(dui)(dui)試(shi)驗得出(chu)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)進行(xing)(xing)(xing)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi),主要分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法(fa)有對(dui)(dui)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)法(fa)、對(dui)(dui)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)正態分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)法(fa)、兩(liang)參數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)法(fa)、三(san)(san)參數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)法(fa),并將這些分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)法(fa)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)得到(dao)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)在MATLAB中(zhong)利用(yong)(yong)(yong)它的(de)(de)(de)繪圖功(gong)能在雙對(dui)(dui)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)坐標下進行(xing)(xing)(xing)最小(xiao)二(er)乘法(fa)的(de)(de)(de)線(xian)性擬合,得到(dao)不同(tong)(tong)可(ke)靠(kao)度、不同(tong)(tong)置信(xin)度下的(de)(de)(de)R-S-N疲勞(lao)曲線(xian)。其中(zhong),因為MATLAB提供(gong)了大量的(de)(de)(de)內置函(han)(han)數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu),從而使(shi)試(shi)驗數(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)更方(fang)便、更準確。