En tant que composante essentielle du système de transport, les performances en cas de fatigue des engins ont une incidence directe sur la durée de vie de l'ensemble du matériel sous l'action de charges alternatives à long terme.Comment calculer avec précision la durée de vie de fatigue de l'engrenage et comment améliorer sa résistance à la fatigue par la sélection du matériau et la conception des dents sont les questions clés dans la conception de la boîte à engrenages.

Pourquoi calculer la durée de vie de la fatigue?

L'engrenage est soumis à une charge périodique (tension alternée) pendant son fonctionnement.il est facile d'apparaître des fissures de fatigue et même des fractures dans le processus d'utilisation, entraînant l'arrêt des équipements et de lourdes pertes.

La défaillance par fatigue est l'un des modes de défaillance les plus courants des engrenages, qui survient souvent sans avertissement évident.L'évaluation précise de sa durée de vie par fatigue au stade de la conception est la prémisse pour assurer la fiabilité des équipements.

Méthode de calcul de la durée de vie par fatigue des engins

La durée de vie par fatigue des engins est principalement évaluée sous deux angles:

1- Faites face à la fatigue.

Il s'agit d'une fracture causée par des contraintes de flexion alternées à la racine de la dent, et la formule de calcul est la suivante:

parmi lesquels:

Ft: Charge tangentielle du train

b: largeur de la dent

m: le module

YF: Coefficient des dents

Le coefficient de la série K est affecté par la répartition de la charge, la charge dynamique et d'autres facteurs

Le facteur de sécurité de la fatigue de flexion doit être supérieur à la valeur définie (généralement 1,25 à 1,5) pour assurer la fiabilité du fonctionnement à long terme de l'engrenage.

Durée de vie de la fatigue par contact

La corrosion des trous sur la surface du matériau est causée par des contraintes de contact alternées à long terme entre les dents.

σH: contrainte de contact

ZE: Coefficient d'influence de l'élasticité (dépendant du matériau)

ZH: Coefficient géométrique de l'engrenage

La durée de vie par fatigue du contact doit également satisfaire au facteur de sécurité établi (généralement 1,0 à 1,2).

Facteurs clés affectant la durée de vie de la fatigue

1Sélection du matériau

La résistance, la dureté et la ténacité des différents matériaux influent directement sur les performances de fatigue des engrenages.l'acier allié après carburation et étanchéité peut améliorer considérablement la dureté et la limite de fatigue de la surface des dents.

Les matériaux à haute performance les plus courants sont:

18CrNiMo7-6 (acier carburé en alliage standard européen)

20CrMnTi (acier carburisé couramment utilisé à l'intérieur)

2. Optimisation de la forme des engrenages

Le processus de transition des racines dentaires dans la conception des filets,La mise en forme de la surface des dents (comme la mise en forme en forme de tambour) et le broyage de précision de la surface des dents peuvent soulager efficacement la concentration de stress et améliorer la durée de vie de la fatigue.

Étude de cas: évaluation de la durée de vie à la fatigue du matériau 18CrNiMo7-6

Le 18CrNiMo7-6 est un acier carburé à faible teneur en carbone, d'excellente durcissement et résistance à la fatigue.Paramètres de performance du matériau (après carburation), étanchéité et trempage):

Selon la norme ISO 6336 pour l'évaluation de la durée de vie par fatigue, les paramètres de l'engrenage, les conditions de charge et les données matérielles peuvent être saisis pour obtenir la durée de vie prévue de l'engrenage (comme 10^7~10^8 cycles).

La durée de vie par fatigue des engins dépend non seulement des performances du matériau lui-même, mais aussi de la rationalité de la conception,la précision du processus et le degré d'adéquation des conditions de fonctionnement;.

Un "bon matériau" est la base, mais seulement lorsqu'il est combiné:

Conception raisonnable des engins

Processus de traitement thermique précis

Contrôle strict de la qualité de la fabrication

Ce n'est qu'ainsi que nous pourrons vraiment réaliser la longue durée de vie et la fiabilité élevée des "bonnes engrenages".