D0I:10.13374/j.issn1001053x.1997.03.016 第19卷第3期 北京科技大学学报 Vol.19 No.3 1997年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 1997 35CrMo调质齿轮弯曲疲劳可靠性试验 陶晋 王小群 贾玉国谈嘉祯 北京科技大学机械工程学院，北京100083 摘要论述35CMo调质齿轮轮齿弯曲疲劳强度的可靠性试验研究.该试验是在英国制造的1603 型电磁谐振疲劳试验机上进行的的，分4个应力级，每个应力级的试验样本不少于7个在试验数 据基础上，拟合出R-S-N曲线及方程，最后求得不同可靠度下35CMo调质齿轮轮齿的弯曲疲 劳强度极限， 关键词齿轮，R-S一N曲线，可靠性，弯曲疲劳强度 中图分类号TH132.413 设计合金钢调质齿轮所需的疲劳极限应力值，在国标GB3480-83中是照搬ISO的数 据，它与我国齿轮在材料性能和热处理工艺方面均存在着较大的差异.此外，GB3480-83提 供的数据不能满足齿轮不同可靠度设计的要求，也不能对齿轮进行不同可靠度的寿命预测. 为此，本文对国产材料35CMo调质齿轮进行了轮齿弯曲疲劳试验研究，求得其弯曲 R一S一N方程和不同可靠度下的弯曲疲劳极限应力值，为这种齿轮的可靠度设计和寿命预 测提供了基础数据 1试验方法和失效判据 试验机是英国制造的1603型电磁谐振疲劳试验机，加载精度较高.试验齿轮参数： m=4.5mm,z=33,b=14mm,x=0,a=20°，B=0°.试验齿轮工艺路线：毛坯锻造→正火，870 ℃保温1h,空冷→粗车毛坯→调质处理→精车毛坯→滚齿.其中调质工艺：860℃保温 40min,油淬；650~660℃，回火.经检验，轮齿平均硬度281HB;齿根表面粗糙度R=25μm; 化学成分及力学性能均符合GB3077-88的规定 采用双齿脉动加载法试验：加载频率为150Hz;分成4个载荷级加载，每级试验样本不少 于7个试验应力的计算采用GB/T14230-930.被试齿在全部12个试验齿轮中随机抽取， 并按间隔一齿原则抽取.以轮齿折断或轮齿裂纹扩展到使载荷下降达10%而自动停机时为 失效判据 2试验数据处理及R-S-N曲线方程拟合 各应力级轮齿失效寿命如表1所列 1996-06-30收稿.第一作者女38岁讲师 *机械工业部科技基金项目第 19 卷 第 3期 1 9 9 7年 6月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i ty o f 反 i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e i ji n g V o l . 1 9 N o . 3 J u n e 1 9 9 7 3 5 c r M 。 调 质齿轮弯曲疲劳可 靠性试验 ` 陶 晋 王 小群 贾玉 国 谈 嘉祯 北京科技大学机械工程 学院 , 北京 10 0 0 83 摘要 论述 3 5 C r M o 调 质齿轮轮齿 弯曲疲劳强 度的可 靠性 试验研究 . 该 试验是 在英国 制造 的 1 6 03 型 电磁谐振 疲劳试验机上 进行 的的 , 分4 个 应力级 , 每个应 力级的试验样本不 少 于 7 个 . 在 试验数 据基础上 , 拟合 出 R 一 S 一 N 曲线及方程 , 最后 求得不 同可靠度下 3 5 C r M 。 调 质齿轮轮齿的弯曲疲 劳强度 极限 , 关键词 齿轮 , R 一 S 一 N 曲线 , 可 靠性 , 弯 曲疲劳强 度 中图分 类号 T H 1 3 2 . 4 1 3 设计 合 金 钢调 质 齿轮 所需 的 疲劳 极 限应力 值 , 在 国标 C B 3 4 8 0 一 83 中是 照搬 15 0 的数 据 , 它 与 我 国齿 轮在 材料 性 能和 热处理 工艺 方面 均存 在着 较大 的差 异 . 此 外 , G B 3 4 8 0 一 83 提 供 的数据 不 能满 足 齿 轮不 同可靠 度设 计 的要 求 , 也 不 能对 齿 轮进 行 不 同可靠 度 的 寿命 预测 . 为 此 , 本 文 对 国 产 材 料 35 C r M 。 调 质 齿 轮 进 行 了 轮 齿 弯 曲 疲 劳 试 验 研 究 , 求 得 其 弯 曲 R 一 S 一 N 方 程 和不 同可靠 度 下 的弯 曲疲 劳极 限 应力 值 , 为这 种齿 轮 的可 靠度 设 计和 寿命预 测 提供了基 础数据 . 1 试验方 法和 失效判据 试 验 机 是 英 国 制 造 的 16 03 型 电磁 谐 振 疲 劳 试 验 机 , 加 载 精 度 较 高 . 试 验 齿 轮 参 数 : m 科 . 5 m m , : 一 3 , b 一 14 m m , x 一 0 , a 二 20 。 , 月二 0 . 试 验齿 轮工 艺路线 : 毛坯 锻造 、 正 火 , 87 0 ℃ 保 温 l h , 空 冷 、 粗车 毛坯 、 调 质处理 、 精 车毛 坯 一 滚 齿 . 其 中调 质 工艺 : 8 60 ℃ 保 温 40 m in , 油 淬 ; 6 50 一 6 0 ℃ , 回 火 . 经检验 , 轮 齿平均 硬度 2 8 1 H B ; 齿根 表 面 粗糙度 凡一 25 卜m ; 化学 成分 及力 学性 能 均符 合 G B 3 0 7 7 一 8 的规定 . 采 用双 齿脉 动加 载 法试 验 : 加载 频率 为 150 比; 分成 4 个载 荷级 加载 , 每级 试验 样本 不少 于 7 个 . 试 验 应力的 计算 采 用 G B/ T 14 2 3 0 一 93 川 . 被 试 齿在 全 部 12 个试 验齿 轮 中 随机抽 取 , 并 按 间 隔一 齿 原则 抽 取 . 以 轮齿 折 断或 轮 齿裂 纹 扩展 到 使载 荷 下 降达 10 % 而 自动停 机 时为 失效判据 . 2 试验数据处理及 R 一 S 一 N 曲线方程拟合 各应力 级 轮齿失 效 寿命 如表 l 所 列 . 19 96 一 06 一 30 收稿 第一作者 女 38 岁 讲师 * 机械工业部科技基金项 目 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1997. 03. 016