基于灵敏度分析方法的渐开线直齿圆柱齿轮的疲劳强度研究.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术NO．32012年3月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMar．2012文章编号：1001—2265(2012)03—0025—04基于灵敏度分析方法的渐开线直齿圆柱齿轮的疲劳强度研究张群，汪永超，黄娟娟，王小兵(四川I大学制造科学与工程学院，成都610065)摘要：论文依据齿轮疲劳强度计算的数学模型，采用Latin超立方采样作为输入，对输出采用五点插值数值微分法进行计算，获得了齿轮各结构参数对疲劳强度的灵敏度，找出了齿轮各结构参数对

2、疲劳强度的影响规律及敏感程度。该研究成果为齿轮的参数优化提供了重要的理论依据，同时也有助于其它机械传动装置的灵敏度研究。关键词：齿轮传动；疲劳强度；灵敏度分析；Latin超立方采样；五点插值数值微分法中图分类号：TH132．41；TG65文献标识码：AResearchontheFatigueStrengthforInvoluteLinearCylindricalGearBasedonSensitivityAnalysisZHANGQun，WANGYong—chao，HUANGJuan—juan，WANGXiao—bing(Sch

3、oolofManufacturingSci．&Eng．，SichuanUniversity，Chengdu610065，China)Abstract：ThispaperAdoptLatinHypercubeSamplingasinputandusethefiveinterpolationnumericaldifferentialmethodtodealwithoutputaccordingtothemathematicalmodeloffatiguestrengthforgear，thengetthesensitivityval

4、uesfromstructuralparametersofgeartofatiguestrength．AndFindoutthein-fluencelawandsensitivedegreeofstructuralparametersofgeartofatiguestrength．Thestudyprovidesimportanttheoreticalbasisforgear’Sparametersoptimizationdesign，andit’Salsohelpfulforotherme—chanicaltransmissi

5、ondevice’Ssensitivityresearch．Keywords：geardrive；fatiguestrength；sensitivityanalysis；latinhypercubesampling；fiveinterpolatjonnumercaldjfrerentja1method的影响规律和敏感程度，为齿轮结构的优化设计提O引言供了重要的理论依据。齿轮传动是机械传动中应用最广泛的动力和运1渐开线直齿圆柱齿轮疲劳强度计算的数学动传递转置¨，由于齿轮的制造成本较高，所以提高模型齿轮的寿命成为了一个很重要的研究课

6、题。齿轮的主要失效形式为轮齿的弯曲折断和齿面本文以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象，一般点蚀J，由计算模型知齿轮的结构参数是齿轮失效地，齿轮传动的失效主要是轮齿的失效：对于闭式齿的主要影响因数。目前尚没有使用灵敏度分析法对轮传动，其主要失效形式为齿面点蚀和轮齿的弯曲影响疲劳强度的齿轮各结构参数进行灵敏度分析的折断，需要进行齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳文献。本文首次将灵敏度分析方法用于齿轮疲劳强强度计算；对于开式(半开式)齿轮传动，其主要失效度的研究中，以工程中一实用齿轮为例，采用Latin形式为齿面磨粒磨损和轮齿的弯曲折断，由于目

7、前超立方采样作为输入，依据所建立的数学模型用五尚无完善的磨损计算方法，因此通常只对其进行弯点插值数值微分法对齿轮的疲劳强度进行了灵敏度曲疲劳强度计算，并用适当加大模数的办法来补偿分析。分析结果揭示了齿轮各结构参数对疲劳强度磨损的影响。收稿日期：2011—07—25作者简介：张群(1985一)，男，湖北安陆人，四川大学制造科学与工程学院在读研究生，研究方向为机械制造、企业信息化与系统集成，(E—mail)568845552@qq．eom。·26·组合机床与自动化加工技术第3期根据文献[2]可知齿根危险截面的弯曲疲劳强∑P=1(5)

8、度(弯曲应力)为：在抽样过程中，区间S由代表性参数代表，代表O"F：————一(L1l)，Omz，性参数有两种选择方法：一是在区间中随机选取，一齿面的接触疲劳强度(接触应力)为：是在区间中心处选取。2KTIu：t：1在区间中随机选取时，首先在(0，1)区间内生成