王 成， 孙雪岩， 侯 威， 邹天刚， 杨啟福

(1. 中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室，北京 100072；2. 江麓机电集团有限公司，长沙 411100)

传动轴是旋转机械系统传递动力和运动的关键零件，其使用性能对整个系统的功能实现和可靠性都起着至关重要的作用.运行过程中的传动轴承受交变载荷作用，疲劳是传动轴的主要失效形式，因此，针对传动轴疲劳问题开展研究具有非常重要的工程意义[1-2].

按照循环应力大小可将传动轴的疲劳类型分为高周疲劳(应力疲劳)和低周疲劳(应变疲劳).影响传动轴疲劳的因素主要包括外部载荷、结构参数、装配参数、材料特性和制造工艺，等等[3].目前，针对传动轴疲劳问题的研究集中在疲劳失效分析、疲劳寿命预测、抗疲劳制造和抗疲劳结构设计等方面[4-11].实际工程应用中，传动轴具有花键、润滑孔和过渡截面等复杂的结构特点，由结构突变引起的应力集中现象是造成局部应力过大的主要原因之一，严重影响传动轴的疲劳寿命.针对传动轴开展抗疲劳结构设计是降低工作应力，提高疲劳寿命的有效措施[8-9].另外，花键作为传动轴连接其他零件的主要形式，动力传递过程中，存在齿向载荷分配不均和齿根部位应力集中等问题，研究表明通过合理设计花键结构参数和载荷位置，可显著降低花键根部剪切应力和齿面接触应力[12-13].

本研究针对履带车辆综合传动系统主轴低周疲劳失效的问题开展抗疲劳结构设计研究，首先针对失效主轴材料开展力学性能试验，获得主轴材料的塑性变形阶段真应力应变关系；……