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重载RV减速器的摆线针轮疲劳寿命预测

朱良斌 肖正明 杨凯 张卿冕

朱良斌,肖正明,杨凯, 等. 重载RV减速器的摆线针轮疲劳寿命预测[J]. 机械科学与技术,2023,42(3):375-381 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200612
引用本文: 朱良斌,肖正明,杨凯, 等. 重载RV减速器的摆线针轮疲劳寿命预测[J]. 机械科学与技术,2023,42(3):375-381 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200612
ZHU Liangbin, XIAO Zhengming, YANG Kai, ZHANG Qingmian. Fatigue Life Prediction of Cycloid Needle Wheel for Heavy Load RV Reducer[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2023, 42(3): 375-381. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200612
Citation: ZHU Liangbin, XIAO Zhengming, YANG Kai, ZHANG Qingmian. Fatigue Life Prediction of Cycloid Needle Wheel for Heavy Load RV Reducer[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2023, 42(3): 375-381. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200612

重载RV减速器的摆线针轮疲劳寿命预测

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20200612
基金项目: 国家自然科学基金项目(51965025)与云南省重点研发计划(202003AF140007)
详细信息
    作者简介:

    朱良斌(1994−),硕士研究生,研究方向为机械动力学,598921658@qq.com

    通讯作者:

    肖正明,教授,硕士生导师,博士,suzem@sina.com

  • 中图分类号: TH113;TH132.414

Fatigue Life Prediction of Cycloid Needle Wheel for Heavy Load RV Reducer

  • 摘要: 以某型重载RV减速器中的摆线针轮为研究对象,利用有限元分析软件建立轮齿接触等效模型,得到了摆线轮齿面的接触应力分布并分析了其最大接触应力区,基于刚柔耦合动力学建模,得到了最大接触应力区的应力-时间历程。采用疲劳累计损伤理论,基于疲劳寿命专用仿真软件,以有限元结果和载荷谱为输入,分析了摆线针轮在相应外部循环载荷作用下的最终寿命,研究结果表明:摆线轮最大应力部位和危险部位在分度圆附近且靠近端面,最大应力为817 MPa,疲劳寿命为106.673次,等效寿命为5 233 h,为摆线轮的抗疲劳优化设计提供了参考价值。
  • 图  1  RV减速器的结构简图

    图  2  摆线传动示意图

    图  3  Abaqus有限元模型

    图  4  摆线轮接触应力云图

    图  5  摆线轮最大接触应力误差

    图  6  最大接触应力区域应力分布

    图  7  Mises和Tresca应力沿齿宽方向分布图

    图  8  RV减速器刚柔耦合动力学建模流程

    图  9  RV减速器动力学仿真模型

    图  10  RV减速器行星架转速

    图  11  最大Mises应力区的应力-时间历程曲线

    图  12  应力-时间历程曲线频谱图

    图  13  高碳铬轴承钢GCr15S-N曲线

    图  14  FE-SAFE疲劳寿命计算过程

    图  15  疲劳寿命仿真结果

    表  1  啮合力及啮合应力

    针齿
    编号
    啮合
    力/N
    接触应
    力/MPa
    针齿
    编号
    啮合
    力/N
    接触应
    力/MPa
    1669421.3882149737.15
    22002703.9291956703.38
    32367799.53101716645.62
    42459815.8111428594.61
    52455808.63121092521.53
    62398792.1513708410.30
    72296764.5414279239.92
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    表  2  GCr15钢的力学性能

    材料
    名称
    弹性模量/
    GPa
    屈服强度/
    MPa
    抗拉强度/
    MPa
    泊松比
    GCr15210161723100.3
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-23
  • 网络出版日期:  2023-04-21
  • 刊出日期:  2023-03-25

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