马 瑞

(哈尔滨东安发动机(集团)有限公司,哈尔滨 150066)

圆角半径对输出轴断裂的影响研究

马 瑞

(哈尔滨东安发动机(集团)有限公司,哈尔滨 150066)

在试验过程中输出齿轮轴发生断裂，断面磨损严重。本研究先对该轴的断裂失效进行了分析，确定断裂性质为旋转弯曲高周疲劳，理化检测指标符合图纸要求，而圆角半径实测数据比设计要求小。为了查找疲劳失效原因，对实测圆角半径和设计要求圆角半径所造成的应力集中进行应力计算，得到不同圆角半径对应的实际旋转弯曲疲劳极限强度，发现该输出轴断裂处的实际旋转弯曲疲劳极限强度比设计要求降低了一半。在工作载荷作用下实际旋转弯曲疲劳强度的降低，使该输出齿轮轴的实际疲劳寿命相比设计寿命大大降低，导致该输出齿轮轴工作中提前失效。

圆角半径；输出齿轮轴；旋转弯曲高周疲劳；理论应力集中系数

0 引言

机械零件的破坏有50%～90%为疲劳破坏[1]，因此研究疲劳失效显得尤为重要。在对疲劳寿命研究的众多因素中，很多情况下更多关注应力集中、零件尺寸、表面状态，在零件尺寸中却往往忽略其圆角尺寸的影响因素[2]。

发动机主减速器在进行试验时。发动机转速从12 000 r/min升速到14 000 r/min过程中，试车台出现异常响声，停车检查，发现右高速齿轮箱输出轴在迷宫密封近主减侧的第一个密封瓦处断裂。

右高速齿轮箱在试车台中主要作用是调整加载器与主减速器输入轴之间的位置。……