Analyse bending fatigue strength test of cylindrical gear of third⁃generation aviation gear steel

Xin TANG; Rupeng ZHU; Meijun LIAO; Xingbo XIONG; Peng TANG

doi:10.13224/j.cnki.jasp.20200559

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Analyse bending fatigue strength test of cylindrical gear of third⁃generation aviation gear steel

Power Transimission | 更新时间：2025-04-07

- Analyse bending fatigue strength test of cylindrical gear of third⁃generation aviation gear steel
- Journal of Aerospace Power Vol. 36, Issue 8, Pages: 1756-1764(2021)
- 作者机构：
  
  1.南京航空航天大学直升机传动技术重点实验室，南京 210016
  2.中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所;直升机传动技术重点实验室，湖南株洲 412002
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20200559
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Xin TANG, Rupeng ZHU, Meijun LIAO, et al. Analyse bending fatigue strength test of cylindrical gear of third⁃generation aviation gear steel[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(8): 1756-1764.
DOI：

Xin TANG, Rupeng ZHU, Meijun LIAO, et al. Analyse bending fatigue strength test of cylindrical gear of third⁃generation aviation gear steel[J]. Journal of Aerospace Power, 2021, 36(8): 1756-1764. DOI： 10.13224/j.cnki.jasp.20200559.

摘要

以第三代航空齿轮钢圆柱齿轮的弯曲疲劳性能作为研究对象，修正了国标（GB）给出的齿轮弯曲夹具计算公式，设计了弯曲疲劳试验用圆柱齿轮参数，并对该材料的齿轮进行了弯曲疲劳试验。通过对试验结果数据采用对数正态分布、二参数威布尔分布数据处理方法对试验数据进行了处理，得到了该材料的试验齿轮弯曲疲劳极限及可靠⁃应力⁃寿命（R⁃S⁃N）曲线，同时与9310钢（第一代）齿轮的性能进行了对比分析。结果表明：在置信度为95%、可靠度为99%的情况下，9310钢圆柱齿轮的弯曲应力极限为602 MPa，第三代航空齿轮钢圆柱齿轮钢的弯曲应力极限为687.6 MPa，第三代齿轮钢的齿轮弯曲疲劳性能相对于9310钢疲劳性能提高了14.2%，该材料在航空齿轮传动齿轮的弯曲疲劳特性方面体现出较大的优势。

Abstract

Taking the third⁃generation aviation gear steel gear as the research object，the bending fatigue test of the cylindrical gear made of this material was carried out.The cylindrical gear for bending fatigue test was designed，and the calculation formula of the GB standard gear bending fixture was revised.The bending fatigue test was carried out for the gear of the material.The experimental data were analyzed，and the log⁃normal distribution and two⁃parameter Weibull distribution data processing methods were used to fit the data.The bending fatigue limit and R⁃S⁃N curve of the test gear were obtained.The performance of test gears and 9310 steel gear was compared and analyzed.The results showed that under the condition of 95% confidence degree and 99% reliability，the bending stress limit of 9310 steel gear was 602 MPa and the bending stress limit of the third⁃generation aviation gear steel gear was 687.6 MPa.The bending fatigue performance of the third⁃generation aviation gear steel gear was 14.2% higher than that of the 9310 steel，presenting great advantage in aviation gear transmission.

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