联合收割机行走底盘变速箱齿轮疲劳分析.pdf

第27卷 第4期 农业工程学报 、，01．27No．4 106 2011年4月 TransactionsoftheCSAE Apr．2011 联合收割机行走底盘变速箱齿轮的疲劳分析 李耀明1,2田进雠，赵湛1’2，徐立章1’2 (1．江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部重点实验室，镇江212013；2．江苏省农业装备 与智能化高技术研究重点实验室，镇江212013) 摘要：为预测联合收割机行走底盘变速箱齿轮的失效部位及使用寿命，采用SolidWorks软件建立了联合收割机行走底 盘变速箱输入齿轮副的三维有限元模型，并模拟实际工作情况进行齿轮传动加载。根据齿轮面一面接触力学模型，分析 了齿轮副在载荷作用下的力学特性，计算得到齿轮的齿面范·米塞斯(VonMises)应力、位移及应变分布状况，其最大范·米 塞斯应力约为394．16 h时齿轮的失效概率为 对齿轮进行了疲劳分析，运用威尔布分布描述疲劳失效的概率，预测了当齿轮的工作寿命为500 93．96％。在自制的变速箱疲劳试验台上进行了疲劳性能试验，结果表明输入主动齿轮在工作500h后齿面磨损非常严重。 齿面点蚀主要集中在齿面的中部区域，齿轮完全失效，与理论分析基本吻合。 关键词：联合收割机，齿轮，有限元法，疲劳试验 doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2011．04．018 中图分类号：THl32．41 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2011)一04-0106-05 Li of in chassis the Zhan，et combineharvester of Yaoming，TianJin,Zhaoa1．Fatigueanalysisgears gearbox明．Transactions Chinesewith CSAE，2011，27(4)：106—110．(in Englishabstract) ^罩I古 图1所不o V 7I 百 联合收割机行走底盘变速箱是联合收割机行走系统的 重要组成部分，直接影响整机的工作可靠性和稳定性【l。】。 联合收割机工作过程中行走底盘变速箱内齿轮传动的 主要特点是振动、噪声和动载荷较大[4-51。随着计算机仿真 技术的发展，运用先进的仿真工具对齿轮进行数值计算， 已成为研究的重要技术手段及有效途径。S．Glodez等f6】分析 了轮齿表面在不同加载力作用下裂纹的生长状况，并且验 证了数值模拟方法可解决相关问题。李润方等【7】进行了轮齿 啮合过程中应力应变的数值分析和轮齿修形研究。 1．输入齿轮副2．输入主动齿轮3．输入从动齿轮4．爵合齿轮5．离 合主动齿轮6．大惰齿轮7．小惰齿轮8．驱动轮齿轮9．半轴 为研究齿轮表面的疲劳寿命，提高联合收割机行走 图1变速箱齿轮传动机构简图 底盘变速箱的工作可靠性，本文利用SolidWorks软件中 Schematic transmissionmechanism Fig．1 diagramofgearbox 的Simulation模块对行走底盘变速箱的输入齿轮副进行 有限元分析，模拟实际状况进行加载，预测了齿轮失效 对齿轮箱各齿轮传动副进行强度校核发现，输入主 部位及疲劳寿命，并进行了变速箱疲劳性能试验。 动齿轮与输入从动齿轮的强度最低，是传动系统中的