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渐开线花键副微动磨损疲劳寿命预估

薛向珍;王三民;袁茹

【摘要】Toforecastthefatiguelifeofsplinecouplingsaccurately,taking

theinteractionoffrettingwearandfrettingfatigueintoaccount,the

frettingdamagemechanismofasplinecouplingwasinvestigated,the

predictionmethodsoffrettingfatiguewereanalyzed,andbyignoringthe

positionanddirectionoffatigueoccurring,anewdamageaccumulation

methodbasedonSWTmethodforsplinewasprovided,andthefretting

fatiguelifeofthissplinecouplingunderthegivenconditionswas

predicted.Theresultsshowthatinthefrettingprocessofsplinecoupling

frettingwearandfrettingfatiguecompetesandrestrainswitheachother

andleadstothesplinecouplingfatiguefailureundertheeffectoftwo

frettingmodeseventually,thefatiguelifeofthesplinecouplingdecreases

withtheSWTincreasing.Thedamageaccumulationmethodcanreflectthe

effectoffrettingwearonthefrettingfatigueaccurately,itgivesa

numericalreferenceforthedesigningandrepairingofsplinecoupling,and

atthesametime,italsoprovidesabasisforthefurtherstudyofprediction

frettingfatiguelifeinsplinecouplingswhichhaveclearancebetweenthe

teeth.%为准确预估渐开线花键副微动磨损疲劳寿命，在假设微动磨损与微动疲劳

共同作用的情况下，对某型机主减速器花键副的微动损伤机理进行研究。分析国内

外现有的微动疲劳预测方法，在传统SWT法预估疲劳寿命的基础上，忽略疲劳发

生的位置和方向，给出花键副的损伤累积计算方法，在给定工况下预估航空花键副

微动磨损疲劳寿命。结果表明：花键副微动作用过程中，微动磨损与微动疲劳互相

竞争互相抑制，最终导致花键副在两种微动模式共同作用下发生疲劳失效；花键副

的疲劳寿命随着SWT值的增大而减小。提出的损伤累积模型能较准确地反映微动

磨损对微动疲劳的作用，为花键副的设计和维修提供了数值参考，也为进一步研究

考虑齿侧间隙时的花键副微动磨损疲劳寿命预估提供了依据。

【期刊名称】《哈尔滨工业大学学报》

【年(卷),期】2016(000)001

【总页数】5页(P141-145)

【关键词】微动磨损;微动疲劳;有限元;疲劳寿命;损伤机理

【作者】薛向珍;王三民;袁茹

【作者单位】西北工业大学机电学院，710072西安;西北工业大学机电学院，

710072西安;西北工业大学机电学院，710072西安

【正文语种】中文

【中图分类】V233.1

近几年，国内外对微动磨损的分析和预测研究得比较多［1－2］，对微动疲劳的

研究也越来越多［3－6］．Houghton等［7］针对航空花键副提出了一种综合磨

损实验法，并对其在循环交变载荷下的微动疲劳寿命进行了预估．Ratsimba等

［8］对花键副的微动磨损提出了一种预测方法，并进行了验证，认为少量润滑油

情况下的磨损情况要比不加润滑的好，最后利用Archard