机械工程学报

作者：何玉辉, 胡航, 唐进元, 周炜

单位：1. 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室 长沙 410083;2. 湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室 湘潭 411201

关键词：齿根,粗糙表面,应力集中系数,计算方法,喷丸；

基金：国家重点研发计划（2018YFB2001300）、国家自然科学基金青年基金（51705142）和高性能复杂制造国家重点实验室自主研究课题（ZZYJKT2018）资助项目。

考虑粗糙表面影响因素的齿轮齿根处应力集中系数计算是齿轮弯曲疲劳寿命精准预估的难题，以磨削喷丸后的直齿轮为研究对象，研究粗糙表面下的齿根应力与应力集中计算问题。采用白光干涉仪Wyko NT9100对磨削喷丸齿根粗糙表面进行测量，得到粗糙表面形貌数据，基于空间坐标变换原理，使用Python对有限元软件进行二次开发，通过调整齿根细化网格节点坐标实现了齿根表面粗糙形貌的添加工作，建立了齿根过渡曲面三维粗糙表面有限元模型并进行仿真分析。通过数值计算得到三维粗糙表面参数下的齿根应力分布与应力集中系数，对粗糙表面参数与应力集中系数的关联规律进行非线性回归分析，建立粗糙表面参数与应力集中系数的关联规律。结果表明，粗糙表面参数Sa、Sv、S10z拟合应力集中系数得到拟合公式的相关系数分别为0.799，0.784，0.914，十点区域高度参数S10z能较好地表征齿根表面的应力集中。

来源：2021年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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