随机因素下具有相关失效模式的齿轮传动动态可靠性研究-论文.pdf

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1、第9卷第2期J陕ou西rnal工of业Sha职anx业iP技olyt术ech学nic院Ins学titu报teVo1．9No．22014年6月Jun．20l4随机因素下具有相关失效模式的齿轮传动动态可靠性研究林希(陕西工业职业技术学院机械工程学院，陕西咸阳712000)摘要：考虑输入扭矩和负载扭矩的随机波动量，以及随机啮合误差，建立了单级直齿轮传动系统的弯一扭耦合动力学模型，经数值求解，得到了作用于轮齿的动应力。将工作周期内的动应力作用过程视为随机过程，并用该随机过程中最大应力的概率模型等效．t机过程的作用，得到了应力的概率分布模型。使用MonteCarlo法得到了许用应

2、力的概率分布模型。基于应力一强度干涉理论建立了考虑齿根弯曲疲劳失效和齿面接触疲劳失效相关性的齿轮传动系统动态可靠性模型。研究发现啮合误差越大。系统的可靠性越低。关键词：齿轮传动；动应力；失效相关；动态可靠性中图分类号：m122文献标识码：A文章编号：9459—2014(2)一0045一o5ResearchonDynamicReliabilityofGearTransmissionswithCorrelatedFailureModesunderRandomFactorsLinXi(DepartmentofMechanicalEIlgineefing，ShnanxiPoly

3、technicInstitute，XianyangShaanxi712000，China)Abstract：Consideringtherandomfluctuationofinputtorqueandloadtorque，andtherandommeshingerror，alateral—-torsionalcouplingdynamicmodelofsinglestagespurgeartransmissionsisbuih．Aftersolvingthedynamicequationsbyusingnumericalmethod，thedynamicstresse

4、sactingonthegeartoothareobtained．Theprocessofdynamicstressduringtheworkperiodisregardedasastochasticprocess，ofwhichtheeffectisequivalenttotheprobabilitydistributionmodelofthemaximalstress．Then，theprobabilitydistributionmodelofstressisobtained．Afterthat，theprobabilitydistributionmodelofal

5、lowablestressisobtainedbyusingMonteCarlomethod．Basedonthestress—strengthinterferencetheory，adynamicreliabilitymodelofgeartransmissionsconsideringthecorrelationbetweentoothrootbendingfatiguefailureandtoothsurfacecontactfatiguefailureisbuilt．Thisresearchshowsthatthelargerthemeshingerroris，

6、thelowerthereliabilityofsystemis．Keywords：Geartransmission；Dynamicstress；Corelatedfailuremodes；Dynamicreliability收稿日期：2014—3—17作者简介：林希(1978一)，女，陕西咸阳人，副教授，研究方向：机械传动。46陕西工业职业技术学院学报2014正载扭矩。

7、f，表示两齿轮连心线与轴正方向的0引言夹角。由于齿轮在工作中承受高水平交变载荷，且工齿轮具有、方向的平移自由度i、Y，以及况复杂多变，同时受到各种随机因素的影响，故成绕中心轴的扭转自由度0(i=l，2

8、)。传动系统的为各类机械设备中失效率最高的部件之一。目前，动力学方程为：对齿轮传动可靠性的研究主要是通过对试验数据或实际使用数据的积累和分析，得到可靠度与参数IrrtlxI+CxlXl+k~lxl=Fml，2sin(an+一7r／2)1I．之间的关系；或者，通过分析失效的具体物理原因，ml夕l+Cy1)，1+ylYl一Fm1,2cos(o／+一,rr／2)根据实测数据统计得到物理参数及其失效指标的1J110l=一1．2r1分布规律，采用应力一强度干涉理论计算可靠．度¨J。这些方法依赖于实测数据，成本高、周期I，n2莺2+c2+吐戈2=一F