基于Workbench和nCode工具的齿轮疲劳建模与寿命分析

来源：机床与液压杂志2022年第13期北京时间：

作者：陈兴彬，肖舜仁，闵新和，李妮妮，曹伟，张鹏

单位：广州机械科学研究院有限公司,华南理工大学机械与汽车工程学院,中汽检测技术有限公司；华南理工大学机械与汽车工程学院；广州机械科学研究院有限公司,中汽检测技术有限公司；广州机械科学研究院有限公司,中汽检测技术有限公司；广州机械科学研究院有限公司,中汽检测技术有限公司；广州机械科学研究院有限公司,中汽检测技术有限公司

摘要：基于齿轮疲劳失效理论，利用Workbench和nCode方法建立齿轮CAE模型，完成齿轮接触动力学和疲劳寿命预测分析。以疲劳耐久性主要影响因素为表征参量，对齿轮副进行静态和瞬态特性分析。在给定不同载荷谱的情况下，基于材料 S-N 曲线和Miner线性损伤累计理论，利用疲劳分析软件nCode Design-Life对齿轮副进行疲劳可靠性分析，得出齿轮接触区域的疲劳结果云图和各节点的疲劳寿命。结果表明：齿轮传动静载条件下的最大接触应力和最小疲劳寿命的区域相同；在动载条件下，最小疲劳寿命出现在齿面分度圆与齿轮端面的过渡区域；在静载、动载条件下，从动轮扭矩的变化对齿轮传动的疲劳寿命影响较大。研究结果可为齿轮抗疲劳优化和加速试验方法的设计提供参考。

关键词：齿轮传动系统;载荷谱; S-N 曲线;疲劳寿命预测;加速试验

基金资助：国家自然科学基金青年基金项目（52105148）；广东省科技基础条件建设项目（2018B030323027）；国家重点研发计划（2017YFB1301400）；广州机械科学研究院有限公司博士后专项（1014300036）