一、齿轮轮齿失效分析及预防措施（论文文献综述）
黄振[1]（2021）在《基于状态监测数据的动态FTA方法研究》文中研究说明齿轮或齿轮箱有传递运动和调节速度的功能,在机械制造业中有着广泛的应用并起着至关重要的作用。然而,一些设备如风力发电机、高速列车和高速船舶等,由于它们的工作环境不稳定,时常发生故障,而齿轮箱故障所占比例较高并且危害较大,因此对齿轮箱进行故障分析是很有必要的。传统的故障树分析方法在分析齿轮箱故障的原因上有很大的优势,不过该方法对于齿轮箱故障的动态传播分析有所欠缺。Petri网有着动态特性,在齿轮箱故障的动态传播过程分析上有着明显的优势。利用传感器等监测设备可以监测齿轮箱的实时状态,可以对齿轮箱的健康管理与故障诊断提供帮助。本文以某行星齿轮箱为对象,将故障树分析、Petri网和状态监测技术相结合,开展齿轮箱故障的动态研究分析,具体研究内容如下:（1）以行星齿轮箱为对象开展故障树建模分析。对行星齿轮箱开展故障树建模的工作,并用上行法求出故障树的最小割集以及解出结构重要度。（2）对行星齿轮箱系统开展故障树-Petri网建模分析。针对传统故障树分析无法反映系统中各种状态变化的动态过程等问题,引入Petri网对行星齿轮箱系统开展故障树-Petri网建模分析。建立行星齿轮箱故障树的Petri网模型,运用关联矩阵法和状态方程实现行星齿轮箱系统故障的动态传播。（3）以行星齿轮箱中齿轮为对象,运用故障树与Petri网进行齿轮故障程度建模分析。建立齿轮的故障程度树,将故障程度树模型转化为故障程度树-Petri网模型。（4）将状态监测与故障程度树-Petri网模型结合,开展齿轮状态的实时动态分析。运用基于振动分析的故障诊断技术进行数据分析,将故障诊断的分析结果反馈到故障程度树-Petri网模型中,实时分析齿轮状态。
李贺[2]（2021）在《海上浮式风机可靠性分析的FMECA和贝叶斯网络新方法》文中进行了进一步梳理新能源的开发与规模化应用是“碳平衡”目标实现的根本保证。在陆地资源的有限性、能源开发的经济性与可持续性的共同限制下,新能源开发者将目光逐步投向开发潜力更大的海洋。在此背景下,海上风能应运而生。特别地,海上浮式风能因其巨大的开发潜力和丰富的资源储量被认为是风电的发展方向之一。然而,作为海上浮式风能开发主力装备的海上浮式风机,其开发与运营受到多方面的制约,如海上浮式风能项目总体成本高和可靠性、可用性等指标差等。因此,开展海上浮式风机可靠性分析研究以提高其经济性势在必行。海上浮式风机的可靠性分析研究在风能市场爆发式扩张的强劲推动下已逐步开展,但该类研究仍存在诸如认识不足、数据积累少、模型精细化程度低等难点问题亟待攻克。鉴于此,本文以数据收集与建模、精细化可靠性分析模型的构建为着眼点,开展海上浮式风机可靠性分析的故障模式、影响及危害度分析（Failure Mode,Effects and Criticality Analysis,FMECA）和贝叶斯网络（Bayesian network,BN）新方法研究,取得的主要成果如下:（1）提出了基于主客观信息混合的海上浮式风机可靠性分析的FMECA方法针对海上浮式风机稀少但来源广泛的可靠性信息,建立了基于主客观可靠性信息混合的可靠性分析的FMECA方法。针对专家经验等主观信息,提出相对重要度算法并基于此建立了基于主观数据相对重要度的可靠性分析的FMECA方法;针对故障成本等海上浮式风机客观数据,提出了基于客观数据的可靠性分析的FMECA方法;进一步地提出基于主客观可靠性信息混合的可靠性分析的FMECA方法。以上方法的提出在保证可靠性分析结果的可信性与可靠性分析方法的适用性等方面具有积极意义。同时,提出了FMECA结果不确定性评价模型,该模型的提出为可靠性分析模型的评价与优选提供了有效工具。（2）提出了海上浮式风机可靠性分析的权值FMECA方法基于海上浮式风机故障的本质特征,提出了海上浮式风机可靠性分析的权值FMECA方法。针对当前可靠性分析模型精细化程度不高使可靠性分析结果可信性不强等现实问题,构建了可靠性分析的固定权值FMECA方法;进一步地基于层次分析法开发了浮动权值FMECA方法。以上方法在深化了FMECA方法的基本内涵的同时,为更精细、合理的可靠性分析模型的搭建提供蓝本,为可信的可靠性分析结果的求取提供支撑。（3）提出了基于故障数据近似的海上浮式风机可靠性分析的贝叶斯网络方法针对海上浮式风机故障数据稀少以致基于数据收集的可靠性分析无法开展的现实,提出了海上浮式风机基本单元故障率的近似算法,并基于此提出了海上浮式风机可靠性分析的贝叶斯网络模型;针对海上浮式风机的早期故障和安装前期检查等现实需求,在复杂系统假设下,提出了海上浮式风机早期故障率推理算法并建立了考虑前期故障的可靠性分析的贝叶斯网络方法。以上方法在克服海上浮式风机可靠性数据稀缺性的同时为其早期故障评估、安装初期检查等提供了思路。（4）提出了海上浮式风机可靠性分析的FMECA-BN方法针对传统可靠性分析方法无法同时兼顾关键故障单元识别和可靠度计算以及FMECA方法不具有信息更新能力等问题,提出了兼顾两者的FMECA-BN模型;提出了故障单元规避潜在收益的期望模型;在FMECA-BN模型的基础上构建了关键故障单元识别方法。以上方法的提出赋予了海上浮式风机的关键故障单元识别以条件更新能力,为海上浮式风机等复杂系统的故障本质特征分析提供新的思路。
刘昌标,刘丽玉,卢文海,吉晓乐,刘彦雪[3]（2020）在《上传主动锥齿轮断裂分析》文中进行了进一步梳理发动机返厂检查发现上传主动锥齿轮的一个轮齿发生断裂。通过对断裂齿轮进行断口宏微观分析、金相组织和硬度检查,分析认为锥齿轮的断裂性质为弯曲疲劳,疲劳断裂的原因是齿根弯曲应力过大。对齿轮齿厚、齿根圆角进行测量,对齿根圆角过渡情况进行检查,并运用有限元分析方法对锥齿轮断齿受力进行模拟分析。结果表明:齿根弯曲应力过大是因为齿厚超差导致齿轮啮合位置偏离,同时齿轮在加工过程中齿根存在加工接刀尖边导致齿根应力分布改变,出现应力集中。后续采取改进齿轮的加工工艺及加强对齿轮的制造质量控制等措施,避免该类故障再次发生。
张乙[4]（2020）在《多失效模式下的工业机器人谐波减速器时变可靠性分析》文中提出工业机器人作为高端制造装备的重要组成部分,广泛应用于汽车装配制造、电子电器和食品加工等行业。国产工业机器人普遍存在平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure,MTBF）短、死机、精度保持性不好等问题。谐波减速器是工业机器人的关键零部件之一,通过与伺服电机联接,起到减速增扭的作用,并直接承受复杂工况下的扭矩载荷,其可靠性直接影响着工业机器人的性能与安全。因此,对工业机器人谐波减速器开展可靠性研究有着十分重要的意义。目前,关于谐波减速器可靠性的研究多是针对单一失效模式的静态可靠性分析,没有考虑多失效模式相关下的系统可靠性及可靠度随时间变化的问题。因此,有必要开展工业机器人谐波减速器在多失效模式相关下的时变可靠性研究,从而科学地评估其可靠性,为优化设计指明方向。针对上述不足,本文以工业机器人常用的短筒谐波减速器为研究对象,主要开展了以下研究工作:（1）应用失效模式、影响及危害性分析（Failure Mode,Effects and Criticality Analysis,FMECA）方法,对工业机器人谐波减速器的失效模式进行分析,通过风险优先数（Risk Priority Number,RPN）确定系统的薄弱环节和主要失效模式。并基于失效物理分析,建立主要失效模式的功能函数。（2）基于Vine Copula函数开展多失效模式相关下的静态可靠性分析方法研究,将多失效模式相关下的静态可靠性问题转化为单失效模式下的静态可靠性和失效模式之间关联性的求解问题。确定了工业机器人谐波减速器各功能函数中随机变量的分布类型和参数,采用Copula函数刻画失效模式间的相关关系。通过与蒙特卡洛仿真（Monte Carlo Simulation,MCS）结果对比,验证了该方法的有效性和考虑多失效模式相关的必要性。（3）在多失效模式相关下的静态可靠性分析方法的基础上,提出了一种用于多失效模式相关下时变可靠性的分析方法,将多失效模式相关下的时变可靠性问题转化为单失效模式下的时变可靠性和失效模式之间的时变相关关系的求解问题。考虑工业机器人谐波减速器中载荷的时变特征和材料性能的退化特征,建立了各主要失效模式的时变功能函数,采用时变Copula函数描述了失效模式间的时变相关关系。通过与MCS结果进行比较,验证了该方法的有效性。
李本[5]（2020）在《多失效模式下工业机器人RV减速器可靠性分析与优化》文中指出工业机器人是现代工业进程中机电技术快速发展的产物,是一种面向多领域、融合多学科的机电一体化装置。旋转矢量减速器（Rotate Vector reducer,简称RV减速器）作为工业机器人中的核心部件,主要承担着减速和传递动力的任务,是工业机器人中不可或缺的重要部分。RV减速器的工作环境和承担的任务对它的可靠性提出了很高的要求,而运行过程中可能存在的多种失效模式使得其可靠性问题变得尤为复杂。RV减速器的可靠性直接关系到工业机器人的各项指标,影响着系统中各个装置的运行。RV减速器在多种失效模式的作用下呈现出不同的运行状态,需要根据实际工程来进行相应的可靠性研究,RV减速器的可靠性分析对工业机器人领域的发展有着极其重要的意义。RV减速器的结构较为复杂,国内外的研究取得了一定成果,但仍然有很多难点问题亟待解决,因此,对于RV减速器的结构可靠性的分析和可靠性优化问题的研究具有重要的理论意义和实际工程价值。本文针对某型号的RV减速器进行了结构分析和多种失效模式下的相关性分析;在多失效模式的作用下研究其结构可靠性,提供结构可靠性分析方法;进行可靠性优化设计,提出可行的优化设计方案。本文的主要研究内容包括以下几个方面:（1）RV减速器的故障模式影响及危害性分析（Failure Mode Effects and Criticality Analysis,简称FMECA）和故障树分析（Fault Tree Analysis,简称FTA）。本文对RV减速器的结构和其工作环境进行深入分析,得到可能存在的失效模式,确定对应的失效条件,并对各种主要失效模式的原因和影响进行整理和总结。采用FMECA方法对RV减速器的多种失效模式进行分析,找出薄弱环节,将主要失效模式作为研究对象,进行后续可靠性研究。根据FTA方法的分析原理,确定RV减速器的多失效模式所对应的故障表现形式,建立故障树并进行分析。通过分析得出RV减速器的主要失效模式及其故障表现形式,并能得到定性和定量分析结果,为多失效模式下可靠性的研究提供依据。（2）基于Kriging代理模型和有限元分析法的RV减速器结构可靠性分析。在多失效模式的共同作用下RV减速器的结构可靠度将会发生变化,所以对于其结构可靠性的研究具有重要意义。多失效模式下RV减速器的结构会呈现多种不同的极限状态,不同的极限状态对应不同的功能函数。建立功能函数有两种普遍的方法:一种是通过故障物理模型进行构建,得到显式解析表达式;另一种是针对复杂的隐式功能函数,应用代理模型技术得到其近似表达式。本文所研究的RV减速器的功能函数属于复杂的隐式形式,因此,结合有限元分析技术,运用Kriging代理模型对RV减速器进行可靠性建模,对可靠性模型进行分析得到多失效模式下RV减速器的可靠度。分析结果表明,RV减速器的可靠度与多失效模式的形式及它们之间的相关性有着密切联系,考虑多种失效模式的共同作用得到的可靠度更符合实际工程。（3）RV减速器的可靠性优化设计。为改善RV减速器的结构并提高效率,选取一系列结构参数作为设计变量,以其体积和传动效率为目标函数,考虑多失效模式作用下的极限状态约束条件,建立可靠性优化模型。应用多目标遗传算法进行静态可靠性优化分析,得到静态模型下的优化结果;考虑强度退化,引入Gamma过程将静态可靠性优化模型变为动态模型,进行动态优化设计分析,得到动态模型下的优化结果。分析结果表明,RV减速器可靠性优化的静态模型和动态模型所得到的优化结果有所区别,可根据实际工程的要求选择合适的优化模型,得到更为合理的优化结果。
徐港辉[6]（2020）在《斜齿轮传动系统中齿轮—轴承耦合动力学建模与振动特性分析》文中认为齿轮传动系统作为机械设备中高效的运动和动力传递机构之一,在日常生活和工业生产中起着重要作用。啮合齿轮以及支承轴承作为齿轮传动系统的关键部件,一旦出现故障将直接影响到整个系统的运行状态和工作能力,进而对机械设备的稳定性与可靠性造成重大影响。研究齿轮传动系统在不同状态下的动力学特征将为系统故障的预防和诊断提供理论支持。以往的齿轮传动系统动力学研究主要围绕齿轮啮合刚度的计算以及啮合齿轮之间的载荷传递开展工作,支承轴承的非线性特性通常被简化甚至忽略。随着现代支承理论的进一步完善,支承轴承的非线性特性对转子系统的影响受到越来越广泛的重视,从系统的角度来研究啮合齿轮及其支承轴承的耦合动力学特性具有重要的理论意义和工程应用价值。本论文在国家自然科学基金项目（51705302）—“高速角接触球轴承的表面损伤演变过程建模及动力学特性研究”的支持下,以二级斜齿轮传动系统为研究对象,在考虑齿轮时变啮合刚度和轴承的非线性支承特性的基础上,从系统的角度建立了齿轮-转子-轴承弯扭耦合动力学模型,研究了常见齿轮故障和轴承故障对齿轮传动系统动力学特性的影响,并基于斜齿轮实验台验证了模型的有效性。论文的主要工作包括以下几个方面:（1）研究了齿轮啮合的时变动力学特性,采用势能法和谐波拟合法求解了斜齿轮副的时变啮合刚度,分析了斜齿轮与直齿轮啮合力的区别,确定了斜齿轮时变啮合力的计算方法,建立了正常状态下斜齿轮副的啮合动力学模型。（2）研究了角接触球轴承的非线性承载特性,从运动学和拟动力学两个方面对轴承内部各零件的关系进行分析,确定了轴承非线性支承力的计算方法,考虑了轴承座与箱体对轴承动力学响应的影响,建立了正常状态下轴承的支承动力学模型。（3）从系统的层面考虑了齿轮、轴承之间的动力耦合关系,建立了正常状态下齿轮传动系统的齿轮-轴承耦合动力学模型;并且以齿轮齿根裂纹与轴承内外圈损伤故障为例,建立了故障状态下的齿轮啮合动力学模型和轴承支承动力学模型,在此基础上,建立了故障状态下齿轮传动系统的动力学模型。（4）运用Runge-Kutta法求解了正常状态下与故障状态下系统模型的加速度响应,分析了响应信号的时域特征和频域特征,总结了正常状态下齿轮传动系统的动力学响应特性,以及不同故障状态、不同故障程度对于系统动力学响应特性的影响规律。在斜齿轮实验台上开展了动力学模型的验证实验,通过实验信号与仿真信号的对比,验证了本文建立的系统动力学模型的有效性。
王雪婷[7]（2020）在《离心压缩机齿轮断裂失效机理及对策措施研究》文中进行了进一步梳理某化工厂离心压缩机齿轮副发生断裂,造成了严重的经济损失。对失效的离心压缩机齿轮进行失效行为和机理研究,找出事故的根本原因,预防同类事故的发生,对于促进化工企业安全生产具有重要意义。本文的研究对象为离心压缩机的齿轮副,通过材料理化性能分析、应力校核及有限元模拟分析、材料疲劳性能研究和疲劳裂纹扩展研究,综合分析了离心压缩机齿轮断裂失效机理,针对失效原因提出相应的对策措施。本文主要工作内容包括:（1）材料的理化性能检验与分析。对失效齿轮的材料进行理化性能分析,通过断口宏观和微观观察、材料化学成分分析、力学性能分析和金相组织分析发现齿轮的失效形式和材料缺陷。试验结果表明,失效离心压缩机齿轮发生了疲劳断裂,两个失效齿轮的金相组织存在晶粒不均匀问题,齿轮材料的塑性、韧性均不满足标准指标的要求。（2）对齿轮进行疲劳强度校核,包括理论计算校核和ANSYS瞬态动力学模拟。通过强度校核和应力模拟确定齿轮的应力分布及结构的薄弱部位,判断齿轮断裂失效是否是由于应力过高所致。经应力校核分析可知,两个齿轮受到的齿面接触应力和齿根弯曲应力均小于许用应力,符合疲劳设计要求。应力云图表明,齿轮啮合接触区域和齿根过渡圆角处应力水平较高,与齿轮实际断裂部位相符。增大齿根过渡圆角可以降低齿轮齿根的应力集中,增加齿轮的疲劳寿命。（3）齿轮材料的疲劳试验和有限元模拟,重点研究齿轮的疲劳性能。拟合疲劳试验数据得到齿轮材料的疲劳强度极限和S-N曲线表达式,可知齿轮在10%失效概率、95%置信度下的疲劳强度极限为480.31MPa。将S-N曲线导入ANSYS Fatigue Tool对齿轮进行疲劳寿命模拟,模拟结果表明两个齿轮的疲劳寿命与设计疲劳寿命存在显着差别。（4）结合有限元模拟探究齿轮疲劳裂纹扩展的规律和裂纹对齿轮疲劳寿命的影响。齿轮裂纹扩展模拟结果表明载荷对齿轮裂纹扩展速率的影响最显着,在初始微裂纹尺寸一定时,随着载荷增大,裂纹的扩展速率均匀增大。含裂纹齿轮疲劳寿命模拟结果表明,应力水平和裂纹扩展的深度对含裂纹齿轮的疲劳寿命影响最显着。（5）综合材料因素、应力因素、疲劳寿命和裂纹扩展因素综合分析离心压缩机齿轮断裂失效机理,提出了相应的对策措施,以防止类似事故再次发生。本文的研究成果对离心压缩机齿轮的失效机理分析和疲劳设计可提供重要的参考依据。
廖映华[8]（2019）在《含行星传动的多级人字齿轮箱动力学特性及动态可靠性研究》文中研究说明随着浅层煤炭资源的枯竭,煤矿开采正向1千米以下的深部延伸,开采的危险系数显着提高,热害、冲击地压、煤与瓦斯突出、透水、矿压、煤层自燃等灾害不仅增加了采煤的难度,也提高了开采成本。迫切需要采用无人化智能开采技术让矿工远离危险和恶劣的作业环境,提高煤炭开采效率,达到“无人则安、减灾提效”的目的。然而要实现无人化智能开采代替人的采煤劳动,必须首先保证智能采煤装备能够在复杂工况下长期连续可靠地作业,这就需要解决重载采煤装备可靠性及高性能传动技术。采煤机截割部作为完成割煤作业的核心装置,它的性能直接影响煤层截割效率和重载采煤装备可靠性。传统的截割部摇臂齿轮箱采用直齿或斜齿传动,承载能力和功率传递密度低,使得摇臂齿轮箱笨重,容易引起摇臂变形,导致摇臂齿轮箱传动系统误差增大,啮合条件恶化,加速了截割部摇臂齿轮箱失效。为了确保摇臂具有足够的刚度,摇臂变形控制在许可范围内,达到提高采煤机寿命和可靠性的目的,论文利用人字齿轮和行星传结构紧凑、功重比大的特点,提出了一种包含一级行星传动的多级人字齿轮传动在重载冲击工况下实现采煤机截割部齿轮箱的轻量化和高性能传动,并重点对这种新型的多级人字齿轮箱在随机载荷作用下的动力学特性和可靠性开展了较全面深入的研究。因此,论文主要研究内容如下:1.复杂工况下含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动力学模型及动力学特性分析根据人字齿轮啮合原理,综合考虑齿面摩擦、轴承变形、啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙以及行星级均载等因素的影响,建立含行星传动的多级人字齿轮传动的平移-扭转动力学模型。通过Monte Carlo和数值计算法求解随机载荷作用下多级人字齿轮传动系统的动力学特性,获得各齿轮的弯曲和接触应力随机过程,以及各轴承的接触应力随机过程。在此基础上,研究系统外部载荷、内部激励等因素对动力学性能的影响规律,探索改善多级人字齿轮箱的工作性能和提高其可靠性有效措施。2.考虑失效相关性的含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动态可靠度模型与分析根据疲劳损伤原理建立零件强度退化计算模型得到传动系统零部件的强度随机过程。根据应力-强度干涉理论建立了应力和强度为随机过程的单一和多失效模式下的零件可靠度模型。采用相关系数来表示失效模式间的相关关系,根据失效模式间相关系数大小将多级齿轮系统的失效模式分成多个失效无关的失效模式组,建立含行星传动的多级人字齿轮传动的动态可靠度模型,求解随机载荷作用下采煤机截割部摇臂齿轮箱动态可靠度,研究多级齿轮箱内部激励、零部件强度和动态力的分布参数的时变性、以及齿轮箱零件失效模式的相关性对可靠度的影响规律,为后续可靠性优化设计奠定了基础。3.含行星传动的多级人字齿轮箱动态可靠度灵敏度模型与分析根据动态可靠度模型中系统参数与可靠度之间的关系,由?R?（?Xi）（其中R为可靠度,Xi为某个设计参数,且Xi∈X,X为设计参数向量）推导出可靠度随系统参数变化的可靠度灵敏度函数,采用矩法或重要抽样法等数值方法进行求解,获得构成齿轮箱的齿轮和轴承的可靠度灵敏度,分析相关参数对可靠度的影响规律,找出对可靠度有显着影响的参数,为后续可靠性优化设计提供依据。4.含行星传动的多级人字齿轮箱多目标可靠性优化含行星传动的多级人字齿轮箱的结构复杂,设计参数多,常用于工况复杂,功率大的场合。为了保证系统可靠性、改善动力学特性,实现轻量化,降低制造成本和资源消耗,以传动比、各级齿轮的齿数、模数、齿宽、啮合角、螺旋角等为设计变量,以动态性能、可靠度、可靠度灵敏度和传动件体积为优化目标,以强度,人字齿轮平行轴传动啮合条件,人字齿轮行星传动的齿轮数和行星传动的传动比条件、同心条件和装配条件等为约束条件,建立多级人字齿轮箱可靠性优化模型。借助MATLAB多目标遗传算法函数求解可靠性优化模型获得多级人字齿轮箱的优化设计参数。根据优化参数和动力学模型计算优化后的动态特性,将其与优化前的动态特性进行对比,验证优化模型的正确性。5.含行星传动的多级人字齿轮箱的动态特性测试与分析依据含行星传动的多级人字齿轮箱动力学特性的测试原理和数据采集需求,提出采煤机摇臂多级人字齿轮箱动态特性测试试验平台的总体方案。基于相似性原理确定试验平台的性能参数并搭建多级人字齿轮箱动态特性测试试验平台,开展多级人字齿轮箱的动态特性测试试验研究,完成在恒转速阶跃载荷、冲击载荷和随机载荷作用下的动态特性测试,以及随机载荷作用下,不同服役时间多级齿轮箱动态特性测试及概率统计特征分析,验证提出的多级人字齿轮传动系统的动力学模型和动态可靠性理论的正确性。
王志远[9]（2019）在《基于材料特征的20Cr2Ni4A重载齿轮弯曲疲劳失效机理研究》文中研究表明重载齿轮是大型机械装置（推土机、挖掘机、装甲车等）传动系统的核心部件,它的主要功能是按照规定的转速比传递运动和转矩。在重载齿轮疲劳性能研究中,相对于接触疲劳产生的齿面点蚀、胶合、磨损等微小破坏而引起齿轮传动效率降低,啮合不到位等现象;弯曲疲劳则会直接导致齿根产生裂纹甚至形成断齿现象,造成重大事故。而在工程结构和机械设备使用过程中,齿轮要承受大量的循环往复交变载荷,使得弯曲疲劳失效现象极为普遍,这就对零件的抗疲劳性能提出了很高的要求。重载齿轮的弯曲疲劳性能主要与表面缺陷和内部缺陷,如表面的划痕、凹坑、夹杂物;表层的孔洞、微小裂纹、夹杂物等。为了改善重载齿轮的弯曲疲劳性能,提高弯曲疲劳寿命,就需要从齿轮的原始钢材出发,从原材料的角度准确测试出重载齿轮的弯曲疲劳寿命,分析弯曲疲劳性能,进而改良齿轮钢材、优化制造工艺。基于此,本文从重载齿轮钢材的材料特征出发,以钢材中夹杂物的形貌特征、力学性能以及与基体之间的相互作用作为出发点,探究夹杂物的特性对重载齿轮零件的弯曲疲劳性能影响,并设计一台高精度重载齿轮弯曲疲劳试验机进行疲劳寿命测试,以期从微观角度分析钢材失效的原理,主要取得以下三点研究成果。（1）定量统计两种工艺制出钢材的非金属夹杂物的形貌特征与空间分布,对主要夹杂物的硬度及弹性模量进行测量,测得了两种钢材的三点弯曲疲劳性能。并根据Murakami模型进行数学拟合,提出一套与夹杂物自身硬度及弹性模型相关的半定量经验公式（其表达式在3.5节中出现）,以预测重载齿轮钢材的疲劳寿命。模型可以根据夹杂物性能预测出重载齿轮的弯曲疲劳寿命,拟合效果良好。（2）根据国标要求,结合实验室现有条件,对根据齿根应力进行等效计算,选取三种符合试验条件的应力水平;测试出以20Cr2Ni4A牌号钢制成的重载齿轮的弯曲疲劳性能,并根据Basquin方程拟合疲劳寿命数据得出S-N曲线,给出重载齿轮的疲劳寿命,分析微观断口,发现非金属夹杂物在弯曲疲劳过程中仍是主要裂纹源,并直接影响弯曲疲劳性能,测试零件表面残余应力分析齿轮弯曲疲劳裂纹的萌生扩展机理,对齿轮的疲劳性能做出准确评定。（3）通过前期试验调研和国内外文献阅读,设计了一台新型重载传动齿轮弯曲疲劳试验机,该实验机拥有单齿加载试验机的高频快速的优点与啮合式加载试验机受力均匀的特点,可以更加准确高效的测试出重载齿轮弯曲疲劳寿命。突出的三个优点是:第一可以进行啮合式加载,更贴合齿轮实际服役形式;第二可以进行变角度加载,全方位进行齿轮寿命检测;第三可以进行加载应力调节,满足重载齿轮所需的加载应力范围。本文针对传动系统的关键零件—重载传动齿轮进行研究,以夹杂物对重载齿轮的弯曲疲劳机制研究作为重点,为我国新一代高性能重载传动齿轮的研制和陆军机动平台功率密度的提升提供基础数据和技术支持。
朱婷[10]（2018）在《农业机械齿轮失效原因及措施研究》文中研究说明机械齿轮广泛应用于农业机械,在工作过程中会存在齿轮失效的情况,目前主要的失效形式有齿牙折断、齿面胶合、磨损和烧伤等。本文分析了导致齿轮失效的主要原因,提出了相应的预防措施,目的是促进齿轮使用时间的延长。
二、齿轮轮齿失效分析及预防措施（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、齿轮轮齿失效分析及预防措施（论文提纲范文）
（1）基于状态监测数据的动态FTA方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展研究现状 |
| 1.2.1 故障树分析的发展及研究现状 |
| 1.2.2 Petri网的发展及研究现状 |
| 1.2.3 状态监测与故障诊断的发展及研究现状 |
| 1.3 本文的架构安排 |
| 第二章 行星齿轮箱的故障树分析 |
| 2.1 行星齿轮箱的简介 |
| 2.1.1 行星齿轮箱的结构组成 |
| 2.1.2 行星齿轮箱的工作原理 |
| 2.2 故障树分析基础理论 |
| 2.2.1 故障树事件、逻辑门及常用符号 |
| 2.2.2 故障树分析方法概述 |
| 2.2.3 故障树的建立流程 |
| 2.2.4 故障树的定性分析和定量分析 |
| 2.3 行星齿轮箱故障树建模分析 |
| 2.3.1 行星齿轮箱常见的故障模式和故障原因分析 |
| 2.3.2 行星齿轮箱故障树建立 |
| 2.3.3 行星齿轮箱故障树定性分析和定量分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 行星齿轮箱系统故障树-Petri网建模分析 |
| 3.1 Petri网基本原理简介 |
| 3.1.1 Petri网模型介绍 |
| 3.1.2 Petri网系统的数学模型 |
| 3.2 行星齿轮箱系统故障树-Petri网模型建立 |
| 3.2.1 行星齿轮箱系统故障树-Petri网网状模型 |
| 3.2.2 行星齿轮箱系统FT-PN数学模型 |
| 3.3 行星齿轮箱系统故障树-Petri网模型最小割集求解 |
| 3.3.1 关联矩阵法求解最小割集示例 |
| 3.3.2 求解行星齿轮箱系统FT-PN模型最小割集 |
| 3.4 行星齿轮箱系统故障动态传播分析 |
| 3.4.1 Petri网动态传播的数学分析 |
| 3.4.2 行星齿轮箱系统故障动态传播过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于故障树与Petri网的齿轮故障程度建模分析 |
| 4.1 齿轮的失效形式分析 |
| 4.2 齿轮各种失效形式的程度划分 |
| 4.2.1 齿轮的失效程度定义 |
| 4.2.2 齿轮失效程度的评分准则 |
| 4.2.3 齿轮各种失效形式程度的划分准则 |
| 4.3 齿轮故障程度树模型建立 |
| 4.3.1 齿轮失效的故障树 |
| 4.3.2 齿轮的故障程度树建立 |
| 4.4 齿轮故障程度树-Petri网建模分析 |
| 4.4.1 齿轮故障程度树-Petri网模型构建 |
| 4.4.2 齿轮故障传递的数学分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于状态监测与FDT-PN模型的齿轮故障实时动态研究 |
| 5.1 状态监测方法与故障诊断方法简介 |
| 5.2 齿轮不同程度裂纹实验分析 |
| 5.2.1 故障模拟实验台介绍 |
| 5.2.2 实验准备工作 |
| 5.2.3 实验结果分析 |
| 5.3 基于故障程度树的齿轮实时动态分析研究 |
| 5.3.1 齿轮裂纹状态判定指标 |
| 5.3.2 齿轮实时动态分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（2）海上浮式风机可靠性分析的FMECA和贝叶斯网络新方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号及缩略语 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 海上风机可靠性分析研究现状 |
| 1.2.1 可靠性分析方法概述 |
| 1.2.2 海上风机可靠性分析研究进展及现状 |
| 1.3 研究的不足 |
| 1.4 论文内容及架构 |
| 第二章 基于主客观信息混合的海上浮式风机FMECA方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 FMECA |
| 2.3 基于主观数据相对重要度的FMECA方法 |
| 2.3.1 基于主观数据相对重要度的FMECA方法建模 |
| 2.3.2 风险优先数不确定性量化模型 |
| 2.3.3 案例分析 |
| 2.4 基于客观数据的FMECA方法 |
| 2.4.1 海上浮式风机的客观故障风险评价指标体系 |
| 2.4.2 基于客观数据的FMECA方法建模 |
| 2.4.3 案例分析 |
| 2.5 基于主客观可靠性信息混合的FMECA方法 |
| 2.5.1 基于主客观可靠性信息混合的FMECA方法建模 |
| 2.5.2 面向FMECA全过程的CRPN不确定性建模 |
| 2.5.3 案例分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 海上浮式风机的权值FMECA方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 权值FMECA方法基础输入数据的基本框架 |
| 3.2.1 领域专家的遴选方法 |
| 3.2.2 主观专家经验数据的收集 |
| 3.3 固定权值FMECA方法 |
| 3.3.1 固定权值FMECA方法建模 |
| 3.3.2 案例分析 |
| 3.4 浮动权值FMECA方法 |
| 3.4.1 浮动权值FMECA建模 |
| 3.4.2 案例分析 |
| 3.5 海上浮式风机的关键故障行为及故障规避措施 |
| 3.5.1 关键故障行为 |
| 3.5.2 故障规避措施建议 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于故障数据近似的海上浮式风机可靠性分析的贝叶斯网络方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 贝叶斯网络 |
| 4.3 海上浮式风机可靠性分析的贝叶斯网络方法 |
| 4.3.1 基于故障树的贝叶斯网络模型的构建框架 |
| 4.3.2 海上浮式风机系统构型 |
| 4.3.3 海上浮式风机可靠性分析的贝叶斯网络模型 |
| 4.4 基于故障率近似的海上浮式风机可靠性分析的贝叶斯网络方法 |
| 4.4.1 海上浮式风机基本单元故障率的近似计算方法 |
| 4.4.2 案例分析 |
| 4.5 考虑前期故障的海上浮式风机可靠性分析的贝叶斯网络方法 |
| 4.5.1 考虑前期故障的海上浮式风机可靠性分析贝叶斯网络建模 |
| 4.5.2 案例分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 海上浮式风机可靠性分析的FMECA-BN方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 可靠性分析的FMECA-BN方法建模 |
| 5.3 故障行为识别方法 |
| 5.3.1 基于RPN的关键故障单元与故障行为识别 |
| 5.3.2 基于FMECA-BN的关键故障单元与故障行为识别方法 |
| 5.4 案例分析 |
| 5.4.1 基于FMECA-BN模型的海上浮式风机关键故障单元识别 |
| 5.4.2 基于FMECA-BN模型的海上浮式风机可靠度计算 |
| 5.4.3 基于收益期望模型的海上浮式风机的关键故障单元识别 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 附录1.故障模式风险评价指标相对重要度矩阵的一致性检验 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（4）多失效模式下的工业机器人谐波减速器时变可靠性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 谐波减速器的研究现状 |
| 1.2.2 多失效模式下的可靠性研究现状 |
| 1.2.3 时变可靠性的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第二章 Copula函数相关理论简介 |
| 2.1 Copula函数简介 |
| 2.1.1 Copula函数的基本概念 |
| 2.1.2 Copula函数的基本性质 |
| 2.2 相关性测度 |
| 2.3 常用的二维Copula函数 |
| 2.4 Copula函数的参数估计与模型选择 |
| 2.4.1 Copula函数的参数估计 |
| 2.4.2 模型评价和选择 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 工业机器人谐波减速器的失效模式分析与建模 |
| 3.1 谐波减速器结构功能和工作特点 |
| 3.1.1 谐波减速器基本结构和工作原理 |
| 3.1.2 谐波减速器工作特点 |
| 3.2 工业机器人谐波减速器的FMECA |
| 3.2.1 失效模式及失效机理 |
| 3.2.2 FMECA实施过程 |
| 3.2.3 FMECA分析结果 |
| 3.3 主要失效模式的功能函数 |
| 3.3.1 柔轮疲劳断裂的功能函数 |
| 3.3.2 柔性轴承疲劳点蚀的功能函数 |
| 3.3.3 柔轮齿面磨损的功能函数 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 考虑多失效模式相关的谐波减速器静态可靠性分析 |
| 4.1 基于优化算法的FORM法 |
| 4.2 多失效模式系统的结构 |
| 4.3 基于Vine Copula函数的可靠性分析方法 |
| 4.3.1 Vine Copula函数概念 |
| 4.3.2 多维Copula函数的D-Vine分解 |
| 4.3.3 可靠性分析步骤 |
| 4.4 Copula函数的样本容量 |
| 4.5 多失效模式相关下的静态可靠度 |
| 4.5.1 随机变量的不确定性量化 |
| 4.5.2 失效模式间的相关性 |
| 4.5.3 计算结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 考虑多失效模式相关的谐波减速器时变可靠性分析 |
| 5.1 时变可靠性概念 |
| 5.2 单失效模式下的时变可靠性分析 |
| 5.2.1 单失效模式下的时变可靠性分析方法 |
| 5.2.2 单失效模式下的时变失效概率 |
| 5.3 时变Copula函数 |
| 5.4 多失效模式相关下的时变可靠度 |
| 5.4.1 随机过程的离散 |
| 5.4.2 失效模式间的时变相关性 |
| 5.4.3 计算结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）多失效模式下工业机器人RV减速器可靠性分析与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 工业机器人及其可靠性研究现状 |
| 1.2.2 RV减速器及其可靠性研究现状 |
| 1.2.3 多失效模式可靠性分析研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及结构安排 |
| 1.3.1 本文研究内容 |
| 1.3.2 本文结构安排 |
| 第二章 RV减速器的基本原理和三维建模 |
| 2.1 RV减速器的基本原理 |
| 2.1.1 RV减速器的结构组成 |
| 2.1.2 RV减速器的工作原理 |
| 2.2 RV减速器的三维建模 |
| 2.2.1 太阳轮和行星轮的三维建模 |
| 2.2.2 摆线轮的三维建模 |
| 2.2.3 其他零件的三维建模 |
| 2.3 RV减速器的虚拟装配 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 RV减速器的FMECA和 FTA |
| 3.1 RV减速器的运动传递及可靠性框图 |
| 3.1.1 RV减速器的运动传递过程 |
| 3.1.2 RV减速器的可靠性框图 |
| 3.2 RV减速器的FMECA |
| 3.2.1 FMECA方法的基本原理 |
| 3.2.2 RV减速器的FMEA |
| 3.2.3 RV减速器的CA |
| 3.3 RV减速器的FTA |
| 3.3.1 FTA中的符号及含义 |
| 3.3.2 建树与分析方法 |
| 3.3.3 RV减速器的故障树 |
| 3.3.4 RV减速器故障树的定性分析 |
| 3.3.5 RV减速器故障树的定量分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 RV减速器的结构可靠性分析 |
| 4.1 Kriging代理模型的基本原理 |
| 4.1.1 Kriging模型的基本概念 |
| 4.1.2 Kriging模型及其预估值 |
| 4.1.3 Kriging模型中相关函数的选择 |
| 4.1.4 基于Kriging模型和Monte Carlo模拟法的主动学习可靠度算法 |
| 4.2 RV减速器的有限元分析 |
| 4.2.1 有限元分析法的基本原理 |
| 4.2.2 RV减速器模型定义材料属性 |
| 4.2.3 RV减速器模型划分网格 |
| 4.2.4 RV减速器模型设置边界条件 |
| 4.2.5 RV减速器模型瞬态动力学有限元仿真分析 |
| 4.3 多失效模式下RV减速器的结构可靠性分析 |
| 4.3.1 主要失效模式 |
| 4.3.2 可靠性建模 |
| 4.3.3 基于AK-MCS算法和ANSYS分析法的可靠性分析 |
| 4.3.4 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 RV减速器的可靠性优化设计 |
| 5.1 多失效模式下RV减速器可靠性优化模型 |
| 5.1.1 设计变量 |
| 5.1.2 目标函数 |
| 5.1.3 约束条件 |
| 5.2 基于遗传算法的RV减速器可靠性优化设计 |
| 5.2.1 遗传算法的基本原理 |
| 5.2.2 遗传算法的求解步骤 |
| 5.2.3 NSGA-Ⅱ算法的求解流程 |
| 5.2.4 RV减速器的静态可靠性优化设计 |
| 5.3 考虑强度退化的RV减速器可靠性优化设计 |
| 5.3.1 Gamma过程的基本概念 |
| 5.3.2 基于Gamma过程的RV减速器可靠性优化模型 |
| 5.3.3 RV减速器的动态可靠性优化设计 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的成果 |
（6）斜齿轮传动系统中齿轮—轴承耦合动力学建模与振动特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究的背景和意义 |
| 1.3 齿轮传动系统动力学建模的研究现状 |
| 1.3.1 齿轮啮合动力学建模的研究现状 |
| 1.3.2 滚动轴承支承动力学建模的研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 二级斜齿轮传动系统非线性动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 齿轮啮合动力学建模的基本理论 |
| 2.2.1 啮合齿轮副中的内外部激励 |
| 2.2.2 齿轮时变啮合刚度的计算方法 |
| 2.2.3 齿轮啮合动力学模型 |
| 2.3 角接触球轴承支承动力学建模的基本理论 |
| 2.3.1 角接触球轴承的运动学分析 |
| 2.3.2 角接触球轴承的拟动力学分析 |
| 2.3.3 角接触球轴承支承动力学模型 |
| 2.4 齿轮传动系统动力学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 二级斜齿轮传动系统故障动力学建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 齿轮故障机理分析与故障动力学建模 |
| 3.2.1 齿轮主要故障形式 |
| 3.2.2 齿轮故障动力学建模 |
| 3.3 角接触球轴承故障机理分析与故障动力学建模 |
| 3.3.1 滚动轴承主要故障形式 |
| 3.3.2 滚动轴承故障特征频率 |
| 3.3.3 滚动轴承故障动力学建模 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 斜齿轮传动系统动力学仿真与实验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 无故障状态下斜齿轮传动系统的动力学仿真 |
| 4.2.1 动力学模型的求解方法 |
| 4.2.2 模型参数取值 |
| 4.2.3 振动响应特征分析 |
| 4.3 故障状态下斜齿轮传动系统的动力学仿真 |
| 4.3.1 不同程度齿根裂纹故障状态下系统动力学响应分析 |
| 4.3.2 不同类型轴承故障下系统动力学响应分析 |
| 4.4 二级斜齿轮传动系统实验研究 |
| 4.4.1 实验平台介绍 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读硕士学位期间所作的项目 |
| 致谢 |
（7）离心压缩机齿轮断裂失效机理及对策措施研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 离心压缩机发展现状 |
| 1.2.2 齿轮失效问题国内外研究现状 |
| 1.3 齿轮失效基本理论 |
| 1.3.1 齿轮系统的常见失效形式 |
| 1.3.2 疲劳断裂特征 |
| 1.3.3 疲劳裂纹扩展速率 |
| 1.3.4 疲劳断裂的影响因素 |
| 1.3.5 疲劳可靠性设计准则 |
| 1.4 研究目的及研究内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容及技术路线 |
| 第二章 齿轮材料的理化性能分析 |
| 2.1 齿轮断裂失效的基本情况 |
| 2.2 断口形貌分析 |
| 2.2.1 断口宏观形貌分析 |
| 2.2.2 断口微观形貌分析 |
| 2.3 材料的化学成分分析 |
| 2.4 材料的力学性能分析 |
| 2.4.1 拉伸试验 |
| 2.4.2 冲击试验 |
| 2.4.3 硬度试验 |
| 2.4.4 扭转试验 |
| 2.4.5 力学性能试样断口形貌分析 |
| 2.4.6 力学性能综合分析 |
| 2.5 金相组织分析 |
| 2.5.1 1#从动齿轮金相组织分析 |
| 2.5.2 2#从动齿轮金相组织分析 |
| 2.5.3 金相组织综合分析 |
| 2.6 齿轮理化性能对比分析 |
| 2.6.1 断口形貌对比分析 |
| 2.6.2 力学性能对比分析 |
| 2.6.3 化学成分及金相组织对比分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于Workbench的齿轮啮合应力分析 |
| 3.1 齿轮的基本参数 |
| 3.2 有限元模拟软件 |
| 3.3 齿轮有限元模拟分析 |
| 3.3.1 齿轮三维建模 |
| 3.3.2 设定材料参数 |
| 3.3.3 网格划分 |
| 3.3.4 载荷及边界条件 |
| 3.3.5 齿轮瞬态动力学分析 |
| 3.4 齿轮应力影响因素研究 |
| 3.4.1 齿根圆角半径对齿根弯曲应力的影响 |
| 3.4.2 模数对齿轮应力的影响 |
| 3.4.3 齿数对齿轮应力的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 齿轮的疲劳寿命预测 |
| 4.1 疲劳寿命预测理论 |
| 4.2 齿轮材料的疲劳试验 |
| 4.3 齿轮材料的S-N曲线分析 |
| 4.3.1 S-N曲线表达形式 |
| 4.3.2 S-N曲线拟合 |
| 4.3.3 试验数据与S-N方程的解 |
| 4.4 S-N曲线统计分析 |
| 4.5 齿轮疲劳寿命有限元模拟 |
| 4.5.1 疲劳寿命分析流程 |
| 4.5.2 疲劳寿命分析结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 含裂纹齿轮的裂纹扩展及疲劳特性研究 |
| 5.1 断裂力学理论基础 |
| 5.1.1 裂纹类型 |
| 5.1.2 裂纹的表征参数 |
| 5.2 齿根裂纹扩展数值模拟 |
| 5.2.1 有限元模型的建立 |
| 5.2.2 齿根裂纹前缘应力强度因子有限元计算 |
| 5.3 疲劳裂纹扩展特性影响因素 |
| 5.3.1 应力水平的影响 |
| 5.3.2 裂纹尺寸的影响 |
| 5.3.3 裂纹形状的影响 |
| 5.4 含裂纹齿轮的疲劳寿命模拟 |
| 5.5 裂纹对齿轮疲劳寿命的影响 |
| 5.5.1 裂纹尺寸的影响 |
| 5.5.2 应力水平的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 齿轮失效机理与对策措施研究 |
| 6.1 齿轮失效机理综合分析 |
| 6.1.1 材料因素 |
| 6.1.2 强度分析 |
| 6.1.3 应力集中现象 |
| 6.1.4 齿轮裂纹对疲劳寿命的影响 |
| 6.1.5 运行状况分析 |
| 6.2 改进措施 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（8）含行星传动的多级人字齿轮箱动力学特性及动态可靠性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 人字齿轮传动系统动力学特性研究现状 |
| 1.2.1 人字齿轮平行轴传动系统动力学特性研究现状 |
| 1.2.2 人字齿轮行星传动系统动力学特性研究现状 |
| 1.3 机械可靠性的发展历程及研究现状 |
| 1.3.1 机械可靠性的发展历程 |
| 1.3.2 机械零部件可靠性的研究现状 |
| 1.3.3 机械系统可靠性的研究现状 |
| 1.3.4 机械可靠性试验的研究现状 |
| 1.4 人字齿轮传动系统可靠性的研究现状 |
| 1.5 论文的主要研究内容及技术路线 |
| 2 复杂工况下含行星传动的多级人字齿轮传动系统动力学特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动力学模型 |
| 2.2.1 人字齿轮副的啮合力 |
| 2.2.2 人字齿轮副的摩擦力及摩擦力矩 |
| 2.2.3 含行星传动的多级人字齿轮传动系统的运动微分方程组 |
| 2.3 含行星传动的多级人字齿轮传动系统的内部激励分析 |
| 2.3.1 啮合刚度激励 |
| 2.3.2 制造和安装误差引起的啮合误差激励 |
| 2.4 内外部激励对含行星传动的多级人字齿轮传动系统动力学特性的影响 |
| 2.4.1 内部激励随机性对系统动力学特性的影响 |
| 2.4.2 外部激励对系统动力学特性的影响 |
| 2.5 内外部激励对系统动态力的统计特征的影响 |
| 2.5.1 内部激励随机性对系统动态力的统计特征的影响 |
| 2.5.2 外部激励对系统动态力的统计特征的影响 |
| 2.6 齿轮和轴承应力随机过程 |
| 2.6.1 齿轮和滚动轴承的动态应力 |
| 2.6.2 齿轮和轴承随机应力过程 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 含行星传动的多级人字齿轮传动系统动态可靠性建模与分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑强度退化的零件强度的计算模型 |
| 3.3 单一失效模式下机械零件的动态可靠度 |
| 3.4 多失效模式下含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动态可靠度 |
| 3.5 考虑失效相关性的含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动态可靠度 |
| 3.6 含行星传动的多级人字齿轮传动系统的动态可靠性分析 |
| 3.6.1 齿轮和轴承的强度随机过程 |
| 3.6.2 齿轮或轴承在单一失效模式下的动态靠性 |
| 3.6.3 各失效模式之间的相关系数及失效模式分组 |
| 3.6.4 含行星传动的多级人字齿轮传动系统动态可靠性及其影响因素分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 含行星传动的多级人字齿轮传动系统动态可靠度灵敏度分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 动态可靠度灵敏度预测模型 |
| 4.2.1 随机摄动矩法动态可靠度灵敏度预测模型 |
| 4.2.2 Monte Carlo重要抽样动态可靠度灵敏度预测模型 |
| 4.3 多级人字齿轮传动系统可靠度灵敏度分析 |
| 4.3.1 强度影响因素的可靠度灵敏度分析 |
| 4.3.2 应力影响因素的可靠度灵敏度分析 |
| 4.3.3 考虑失效相关性齿轮系统的可靠度灵敏度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 含行星传动的多级人字齿轮箱的可靠性优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含行星传动的多级人字齿轮箱可靠性优化模型 |
| 5.2.1 设计变量 |
| 5.2.2 优化目标及目标函数 |
| 5.2.3 约束条件 |
| 5.2.4 含行星传动的多级人字齿轮箱可靠性优化数学模型 |
| 5.3 含行星传动的多级人字齿轮箱可靠性优化模型的求解方法与结果分析 |
| 5.3.1 基于遗传算法的可靠性优化模型的求解方法 |
| 5.3.2 多目标权重系数与优化结果 |
| 5.3.3 优化结果对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 含行星传动的多级人字齿轮箱的动态特性测试试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 含行星传动的多级人字齿轮箱动态特性测试试验台 |
| 6.3 含行星传动的多级人字齿轮箱动态特性测试及结果分析 |
| 6.3.1 恒转速阶跃载荷作用下的动态特性测试及结果分析 |
| 6.3.2 恒转速冲击载荷作用下的动态特性测试及结果分析 |
| 6.3.3 恒转速随机载荷作用下的动态特性测试及结果分析 |
| 6.4 不同服役时间含行星传动的多级人字齿轮箱的动态特性测试及概率统计特征分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 论文总结与展望 |
| 7.1 论文的主要工作总结 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 后续研究工作与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B 作者在攻读学位期间参与的科研项目目录 |
| C 学位论文数据集 |
| 致谢 |
（9）基于材料特征的20Cr2Ni4A重载齿轮弯曲疲劳失效机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.2 非金属夹杂物对重载齿轮钢疲劳性能的影响 |
| 1.2.1 重载传动齿轮钢材中非金属夹杂物特征提取 |
| 1.2.2 重载传动齿轮钢材中非金属夹杂物特征计算 |
| 1.2.3 根据夹杂物特性对疲劳数学模型的修正 |
| 1.3 重载齿轮弯曲疲劳失效机制研究 |
| 1.3.1 重载齿轮弯曲疲劳断裂力学原理 |
| 1.3.2 重载齿轮疲劳裂纹萌生阶段原理探究 |
| 1.3.3 重载齿轮疲劳裂纹扩展阶段原理探究 |
| 1.4 重载齿轮弯曲疲劳试验测试方法研究 |
| 1.4.1 悬臂梁模型脉冲加载试验 |
| 1.4.2 伺服液压动力封闭齿轮旋转试验 |
| 1.4.3 有限元软件仿真模拟试验 |
| 1.5 课题来源、主要研究内容及意义 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.5.3 课题研究的意义 |
| 第二章 试验研究方法及设备 |
| 2.1 重载齿轮20Cr2Ni4A钢材材料特征分析方法及设备 |
| 2.1.1 重载齿轮20Cr2Ni4A钢材的试制工艺 |
| 2.1.2 重载齿轮20Cr2Ni4A钢材成分分析 |
| 2.1.3 重载齿轮20Cr2Ni4A钢材力学性能分析 |
| 2.1.4 重载齿轮20Cr2Ni4A钢材夹杂物特征分析 |
| 2.2 20Cr2Ni4A钢材三点弯曲疲劳试验方案及设备 |
| 2.2.1 三点弯曲疲劳试样的制备 |
| 2.2.2 三点弯曲疲劳试样的形状以及尺寸 |
| 2.2.3 三点弯曲疲劳试验设备及方案设计 |
| 2.2.4 断口分析及试样残余应力检测 |
| 2.3 20Cr2Ni4A齿轮单齿弯曲疲劳试验方案及设备 |
| 2.3.1 弯曲疲劳试验齿轮 |
| 2.3.2 齿轮性能检测 |
| 2.3.3 20Cr2Ni4A齿轮弯曲疲劳试验设备 |
| 2.3.4 20Cr2Ni4A齿轮弯曲疲劳试验设备性能检测 |
| 2.3.5 重载齿轮弯曲疲劳试验方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 20Cr2Ni4A钢材夹杂物高精度分析及疲劳数学模型的建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 钢材夹杂物的SEM及 EDS分析 |
| 3.3 钢材夹杂物的数量分析结果 |
| 3.4 钢材夹杂物的力学性能分析 |
| 3.5 夹杂物特征参数与疲劳寿命的数学模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 夹杂物对重载齿轮弯曲疲劳性能的影响机制研究 |
| 4.1 重载齿轮弯曲疲劳试验寿命数据处理 |
| 4.1.1 齿轮弯曲疲劳失效判据 |
| 4.1.2 齿轮弯曲疲劳试验结果 |
| 4.2 齿轮弯曲疲劳S-N曲线拟合过程 |
| 4.2.1 齿轮弯曲疲劳寿命数据处理软件 |
| 4.2.2 弯曲疲劳寿命拟合结果 |
| 4.3 齿轮弯曲疲劳微观断口分析 |
| 4.4 齿轮试样残余应力分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 新型重载齿轮弯曲疲劳试验机设计与应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新型试验机模块组成及突出优点 |
| 5.2.1 试验机主机 |
| 5.2.2 电气控制功放模块 |
| 5.2.3 加载模块 |
| 5.2.4 突出优点 |
| 5.3 重载齿轮在新型试验机上的测试结果及分析 |
| 5.3.1 寿命测试 |
| 5.3.2 断口组织分析 |
| 5.4 存在的问题 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 创新点 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（10）农业机械齿轮失效原因及措施研究（论文提纲范文）
| 1 齿轮失效的定义 |
| 2 引起齿轮失效的主要原因分析 |
| 3 预防齿轮失效的措施 |
| 4 结束语 |
四、齿轮轮齿失效分析及预防措施（论文参考文献）
- [1]基于状态监测数据的动态FTA方法研究[D]. 黄振. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]海上浮式风机可靠性分析的FMECA和贝叶斯网络新方法[D]. 李贺. 电子科技大学, 2021(01)
- [3]上传主动锥齿轮断裂分析[J]. 刘昌标,刘丽玉,卢文海,吉晓乐,刘彦雪. 失效分析与预防, 2020(05)
- [4]多失效模式下的工业机器人谐波减速器时变可靠性分析[D]. 张乙. 电子科技大学, 2020(01)
- [5]多失效模式下工业机器人RV减速器可靠性分析与优化[D]. 李本. 电子科技大学, 2020(01)
- [6]斜齿轮传动系统中齿轮—轴承耦合动力学建模与振动特性分析[D]. 徐港辉. 上海大学, 2020(02)
- [7]离心压缩机齿轮断裂失效机理及对策措施研究[D]. 王雪婷. 华南理工大学, 2020(02)
- [8]含行星传动的多级人字齿轮箱动力学特性及动态可靠性研究[D]. 廖映华. 重庆大学, 2019(01)
- [9]基于材料特征的20Cr2Ni4A重载齿轮弯曲疲劳失效机理研究[D]. 王志远. 河北工业大学, 2019(06)
- [10]农业机械齿轮失效原因及措施研究[J]. 朱婷. 工程技术研究, 2018(15)