辊道传输线锥齿轮疲劳寿命分析
赵睿洋1，薛齐文1，王刚1，高航2
（1.大连交通大学 土木工程学院 工程力学系，辽宁 大连116028；2.中车大连机车车辆有限公司城铁开发部，辽宁 大连116022）
摘要：近年来，辊道输送线中锥齿轮频频发生失效，且锥齿轮的质量直接影响辊道输送线的质量。本文结合有限元技术，构建了实际传输线中一对传动锥齿轮的数值仿真模型，对其传动过程中的应力特性进行了分析。根据齿轮应力分布情况，并结合危险点的应力特点，可判定实际工况中齿轮的强度条件符合实际工程要求。同时，结合名义应力法，对齿轮模型中的主从动齿轮疲劳寿命进行分析，估算齿轮实际工作的使用寿命，可为锥齿轮的设计、使用及后续优化提供了理论依据和参考。
关键词：辊道输送线；锥齿轮；名义应力法；接触分析；疲劳寿命
中图分类号：TH132.421 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2023.07.010
文章编号：1006-0316 (2023) 07-0066-06
Fatigue Life Analysis of Bevel Gear in Roller Conveyor Lines
ZHAO Ruiyang1，XUE Qiwen1，WANG Gang1，GAO Hang2
( 1.Department of Engineering Mechanics, School of Civil Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China; 2.CRRC Dalian Locomotive & Rolling Stock Co., Ltd.,Dalian116028, China )
Abstract：In recent years, the bevel gear failure in the roller conveyor lines happens frequently. And the quality of bevel gears directly affects the quality of the roller conveyor line. In this paper, the numerical simulation model of a pair of transmission bevel gears in the actual transmission line is constructed by using the finite element technology, and the stress characteristics in the transmission process are analyzed. According to the stress distribution of the gears and the stress characteristics of dangerous points, it can be determined that the strength conditions of gears in actual working conditions meet the requirements of actual projects. At the same time, combined with the nominal stress method, the fatigue life of the driving and driven gears in the gear model is analyzed, and the actual working life of the gear is estimated, which can provide the theoretical basis and reference for the design, use and subsequent optimization of bevel gears.
Key words：roller conveyor line；bevel gear；nominal stress method；contact analysis；fatigue life
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收稿日期：2022-12-26
基金项目：辽宁省自然科学基金（2019KF0204）；大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室开放课题（GZ19204）；辽宁省高等学校创新人才支持计划（2020）
作者简介：赵睿洋（1997－），男，辽宁鞍山人，硕士，主要研究方向为疲劳破坏机理及其工程应用，E-mail：1149122129@qq.com；薛齐文（1972－），男，辽宁大连人，博士，教授，主要研究方向为疲劳强度、复杂系统结构动力学；王刚（1976－），男，辽宁大连人，博士，副教授，主要研究方向为工程结构设计与有限元分析；高航（1998－），男，辽宁铁岭人，硕士，转向架助理设计师，主要研究方向为多体系统动力学分析。
（1.大连交通大学 土木工程学院 工程力学系，辽宁 大连116028；2.中车大连机车车辆有限公司城铁开发部，辽宁 大连116022）
摘要：近年来，辊道输送线中锥齿轮频频发生失效，且锥齿轮的质量直接影响辊道输送线的质量。本文结合有限元技术，构建了实际传输线中一对传动锥齿轮的数值仿真模型，对其传动过程中的应力特性进行了分析。根据齿轮应力分布情况，并结合危险点的应力特点，可判定实际工况中齿轮的强度条件符合实际工程要求。同时，结合名义应力法，对齿轮模型中的主从动齿轮疲劳寿命进行分析，估算齿轮实际工作的使用寿命，可为锥齿轮的设计、使用及后续优化提供了理论依据和参考。
关键词：辊道输送线；锥齿轮；名义应力法；接触分析；疲劳寿命
中图分类号：TH132.421 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2023.07.010
文章编号：1006-0316 (2023) 07-0066-06
Fatigue Life Analysis of Bevel Gear in Roller Conveyor Lines
ZHAO Ruiyang1，XUE Qiwen1，WANG Gang1，GAO Hang2
( 1.Department of Engineering Mechanics, School of Civil Engineering, Dalian Jiaotong University, Dalian 116028, China; 2.CRRC Dalian Locomotive & Rolling Stock Co., Ltd.,Dalian116028, China )
Abstract：In recent years, the bevel gear failure in the roller conveyor lines happens frequently. And the quality of bevel gears directly affects the quality of the roller conveyor line. In this paper, the numerical simulation model of a pair of transmission bevel gears in the actual transmission line is constructed by using the finite element technology, and the stress characteristics in the transmission process are analyzed. According to the stress distribution of the gears and the stress characteristics of dangerous points, it can be determined that the strength conditions of gears in actual working conditions meet the requirements of actual projects. At the same time, combined with the nominal stress method, the fatigue life of the driving and driven gears in the gear model is analyzed, and the actual working life of the gear is estimated, which can provide the theoretical basis and reference for the design, use and subsequent optimization of bevel gears.
Key words：roller conveyor line；bevel gear；nominal stress method；contact analysis；fatigue life
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收稿日期：2022-12-26
基金项目：辽宁省自然科学基金（2019KF0204）；大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室开放课题（GZ19204）；辽宁省高等学校创新人才支持计划（2020）
作者简介：赵睿洋（1997－），男，辽宁鞍山人，硕士，主要研究方向为疲劳破坏机理及其工程应用，E-mail：1149122129@qq.com；薛齐文（1972－），男，辽宁大连人，博士，教授，主要研究方向为疲劳强度、复杂系统结构动力学；王刚（1976－），男，辽宁大连人，博士，副教授，主要研究方向为工程结构设计与有限元分析；高航（1998－），男，辽宁铁岭人，硕士，转向架助理设计师，主要研究方向为多体系统动力学分析。
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