基于RecurDyn的多工况下的尼龙蜗轮疲劳性能研究
Study on Fatigue Performance of Nylon Worm Gear Under Multiple Working Condition based on RecurDyn
- 机械传动 2020年44卷第8期 页码：117-123
- 作者机构：
1.江苏大学 机械工程学院， 江苏 镇江 212013
2.镇江海关， 江苏 镇江 212008
- 作者简介：
陈剑飞（1994— ），男，江苏南通人，硕士研究生，研究方向为蜗轮蜗杆的疲劳耐久性能。
- 基金信息：
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.08.021
中图分类号：
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陈剑飞,杨帆,王树林.基于RecurDyn的多工况下的尼龙蜗轮疲劳性能研究[J].机械传动,2020,44(08):117-123.
Chen Jianfei,Yang Fan,Wang Shulin.Study on Fatigue Performance of Nylon Worm Gear Under Multiple Working Condition based on RecurDyn[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(08):117-123.
陈剑飞,杨帆,王树林.基于RecurDyn的多工况下的尼龙蜗轮疲劳性能研究[J].机械传动,2020,44(08):117-123. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.08.021.
Chen Jianfei,Yang Fan,Wang Shulin.Study on Fatigue Performance of Nylon Worm Gear Under Multiple Working Condition based on RecurDyn[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(08):117-123. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.08.021.
摘要
汽车转向系统中尼龙蜗轮的齿根弯曲疲劳失效是其主要失效模式。基于Hertz接触理论和以共旋坐标法为基础的增量有限元法，在多体动力学软件RecurDyn中建立蜗轮蜗杆非线性瞬态动力学模型，并根据试验要求的多工况加载条件，对其进行应力分析和疲劳寿命分析，可以精确地得到尼龙蜗轮齿根处在各加载工况的瞬态应力值，进而研究尼龙蜗轮在相应时间历程下的疲劳寿命。仿真分析结果与试验疲劳寿命对比分析表明，当动力学模型和疲劳损伤模型满足一定准确度要求时，可以利用RecurDyn快速、精确地获取尼龙蜗轮多工况动态加载下的疲劳寿命。该疲劳性能研究方法为后续汽车转向系统中蜗轮蜗杆的设计及疲劳寿命分析提供了模型和理论依据。
Abstract
The main failure mode in automobile steering system is the bending fatigue failure of the tooth root of nylon worm gear， based on Hertz contact theory and incremental finite element method based on corotational coordinate method， the worm and worm gear nonlinear transient dynamics model is built in multibody dynamics software RecurDyn， and according to the test requirements of loading conditions， the stress analysis and fatigue life analysis is carried out in the software， the nylon worm gear tooth root in each loading condition of transient stress value can be accurately got， then the nylon worm gear fatigue life in the corresponding time process is studied. Fatigue life analysis of the simulation analysis and experimental show that when the dynamics model and fatigue damage model meet certain accuracy requirements， the RecurDyn can be used to quickly and accurately obtain the fatigue life under dynamic loading， this fatigue performance research method provides a model and theoretical basis for the design and fatigue life analysis of worm and worm gear in the following automobile steering system.
关键词
尼龙蜗轮 多工况 疲劳分析 RecurDyn
Keywords
Nylon worm gearMultiple working conditionFatigue analysisRecurDyn
references
史亮，范久臣，冯增铭，等.基于刚柔耦合的蜗轮蜗杆疲劳寿命分析[J].机电工程技术，2016，45（1）:96-99.
SHI Liang，FAN Jiuchen，FENG Zengming，et al.Fatigue life analysis of worm gear based on rigid-flexible coupling[J].Mechanical and Electrical Engineering Technology，2016，45（1）:96-99.
刘本学，郭沛东，徐科飞，等.基于ANSYS_Workbench的齿轮弯曲疲劳寿命分析[J].机械设计与制造，2018（2）:139-141.
LIU Benxue，GUO Peidong，XU Kefei，et al.Bending fatigue life analysis of gear based on ANSYS_Workbench[J].Mechanical Design and Manufacturing，2018（2）:139-141.
封楠，张敬彩，李金峰，等.渐开线斜齿轮单齿弯曲疲劳加载试验方法研究[J].机械传动，2019，43（7）:156-160.
FENG Nan，ZHANG Jingcai，LI Jinfeng，et al.Experimental method for bending fatigue loading of single tooth of involute helical gear[J].Journal of Mechanical Transmission，2019，43（7）:156-160.
叶泉.基于有限元的齿轮齿条疲劳校核[J].现代冶金，2018，46（2）:11-13.
YE Quan. Pinion and rack fatigue checking based on finite element[J].Modern Metallurgy，2018，46（2）:11-13.
张训仁，袁庆勇，杨玉华.新型功能高分子尼龙合金材料在蜗轮制造领域的应用研究[J].机械传动，2005（3）:65-68.
ZHANG Xunren，YUAN Qingyong，YANG Yuhua.Research on the application of new functional polymer nylon alloy material in worm gear manufacturing field[J].Journal of Mechanical Transmission，2005（3）:65-68.
郑立平.渐开线蜗杆机构的参数化设计及动态接触特性研究[D].合肥：合肥工业大学，2012:26-34.
ZHENG Liping.Study of parametric design and dynamic contact characteristics of involute worm mechanism[D].Hefei:Hefei University of Technology，2012:26-34.
彭佑多，易陈斐，颜健，等.基于ABAQUS的碟式太阳能方位角驱动机构蜗轮蜗杆接触强度分析[J].湖南科技大学学报（自然科学版），2016，31（1）:25-29.
PENG Youduo，YI Chenfei，YAN Jian，et al.Contact strength analysis of worm gear for disk solar azimuth drive mechanism based on ABAQUS[J].Journal of Hunan University of Science and Technology（Science Edition），2016，31（1）:25-29.
李芹，刘平，何代华，等.蜗轮蜗杆试验台疲劳测试及控制系统仿真[J].计算机测量与控制，2012，20（12）:3154-3157.
LI Qin，LIU Ping，HE Daihua，et al. Fatigue test and control system simulation of worm and worm gear testing bench[J].Computer Measurement and Control，2012，20（12）:3154-3157.
柴群，万朝燕.基于ANSYS/LS-DYNA的蜗轮蜗杆动态接触分析[J].现代制造工程，2006（11）:46-48.
CHAI Qun，WAN Chaoyan. Dynamic contact analysis of worm and worm gear based on ANSYS/LS-DYNA[J].Modern Manufacturing Engineering，2006（11）:46-48.
马星国，杨伟，尤小梅，等.行星轮系刚柔耦合多体动力学分析[J].中国工程机械学报，2009，7（2）:146-152.
MA Xingguo，YANG Wei，YOU Xiaomei，et al. Multi-body dynamics analysis of rigid-flexible coupling of planetary gear train[J].Chinese Journal of Engineering Machinery，2009，7（2）:146-152.
史加贝，刘铸永，洪嘉振.柔性多体动力学的共旋坐标法[J].力学季刊，2017，38（2）:197-214.
SHI Jiabei，LIU Zhuyong，HONG Jiazhen. Corotational coordinate method for flexible multi-body dynamics[J].Mechanics Quarterly，2017，38（2）:197-214.
全国齿轮标准化技术委员会.齿轮弯曲疲劳强度试验方法:GB/T14230-1993[S].北京:中国标准出版社，1993:5-6.
National Technical Committee on Gear Standardization.Test method for bending fatigue strength of gears:GB/T14230-1993[S].Beijing:China Standard Press，1993:5-6.
全国齿轮标准化技术委员会.渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法:GB/T3480-1997[S].北京:中国标准出版社，1997:8-9.
National Technical Committee on Gear Standardization.Calculation method of bearing capacity of involute cylindrical gears:GB/T3480-1997[S].Beijing:China Standard Press，1997:8-9.
杨新华.疲劳与断裂[M].武汉:华中科技大学出版社，2018:34-36.
YANG Xinhua. Fatigue and fracture[M].Wuhan:Huazhong University of Science and Technology，2018:34-36.
刘力欣.基于仿真分析对重载汽车变速齿轮轴多轴疲劳寿命预测研究[D].杭州：浙江大学，2017:13-21.
LIU Lixin. Study of the multi-axle fatigue life prediction of the transmission gear shaft of heavy-duty vehicle based on the simulation analysis[D].Hangzhou:Zhejiang University，2017:13-21.
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