[发明专利]一种大模数齿轮齿条疲劳寿命预测方法

摘要

本发明涉及一种用于齿轮齿条钻机的大模数齿轮齿条疲劳寿命预测方法；属齿轮齿条疲劳寿命检测技术领域。本发明针对大模数齿轮齿条利用钻机数据建立齿轮齿条有限元模型，同时根据选用材料定义S‑N曲线建立疲劳寿命预测模型，根据所设计的钻机服务区域，设定齿轮上出现的载荷，通过有限元疲劳寿命分析得到齿轮的寿命变化情况，联合不同钩载出现的循环次数，基于线性疲劳累积损伤理论对大模数齿轮进行疲劳寿命预测。本发明能快速有效的齿轮进行疲劳寿命预测，无需试验机构，在设计阶段更为简单有效；为大模数齿轮齿条的前期设计、寿命验证提供一种新的途径，同时为齿轮后期的安全运行提供了指导依据。

主权项

1.一种用于齿轮齿条钻机的大模数齿轮齿条疲劳寿命预测方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）、根据齿轮齿条的结构建立模型；2）、根据齿轮齿条不同材料的疲劳寿命曲线S‑N，在有限元中建立疲劳寿命分析模型；3）、齿轮齿条有限元分析；在齿轮齿条传动过程中，齿轮齿条受到的载荷是不断变化的，通过有限元分析齿轮在不同载荷下，齿轮的最小循环次数；4）、确定一个钻探周期内齿轮齿条的载荷频次：进行预先性计算，参考齿轮齿条钻机可能服务区块，确定齿轮齿条在一次钻探周期内可能出现的载荷频次；5）、确定在工作一段时间后齿轮齿条的载荷频次：齿轮齿条钻机工作一段时间内，根据可能出现的工作环境，统计在一段工作时间内齿轮齿条出现的载荷频次；6）、采用Miner理论，通过下式计算齿轮的线性累积疲劳损伤式中，线性累积疲劳损伤； 不同载荷下齿轮在一段工作时间后出现的频次；不同载荷下齿轮的最小循环次数；齿轮上加载的应力水平；7）、疲劳损伤评判：若构件的加载历史由，，……，等个不同的应力水平构成，各应力水平下的寿命分别为，，……，，各应力水平下的循环次数分别为，，……，，则可得出：当损伤等于1时，构件发生破坏，即当累积损伤小于1时，则认为构件满足有限寿命设计的安全要求，即。