齿轮参数对三维裂纹应力强度因子影响的研究

• 作者: 王伟 董飞飞 邵忍平
• 来源期刊: 应用力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 齿轮 几何参数 三维应力强度因子 变化规律 FRANC3D
• 年，卷（期）: 2012,（6）
• 页码范围: 723-729
• 分类号: TH113.1
• 语种: 中文

摘要

建立了齿轮三维精确三齿模型，结合线弹性疲劳力学和边界元方法，运用专业断裂分析软件FRANC3D对齿轮齿根裂纹进行了数值分析，模拟求解了齿根椭圆形裂纹的裂尖三种类型的应力强度因子，并且探讨了三种应力强度因子随载荷、裂纹长度、模数、齿数、变位系数、裂纹角度等齿轮参数的变化规律。结果表明：Ⅰ型、Ⅱ型应力强度因子的数值在裂纹前缘呈近似于抛物线分布，而Ⅲ型应力强度因子的数值在裂纹前缘呈近似于正弦曲线分布；应力强度因子随齿面载荷的变化呈线性规律；模数对裂纹两端的Ⅱ型应力强度因子、裂纹中间的Ⅰ型和Ⅲ型应力强度因子影响较小，基本不变；齿数对应力强度因子影响较小，其在不同齿数下的最大差值仅为187N·m＾-3/2；变位系数对其影响基本也呈线性变化；裂纹发生角度为60°时，Ⅰ型应力强度因子比其它角度下的值都要大，因此应尽量避免产生此角度下的裂纹。本文研究为齿轮的断裂分析和寿命预测奠定了一定的基础。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王伟	西北工业大学机电学院	165	1371	19.0	25.0
2	邵忍平	西北工业大学机电学院	44	525	15.0	21.0
3	董飞飞	西北工业大学机电学院	1	10	1.0	1.0