FTA-based analysis of the parameters influencing the failure of gear-shaft interference couplings
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摘要: 针对齿轮与轴过盈联接发生的齿轮断裂失效问题，采用故障树分析法对失效影响参数进行分析。建立了故障树分析模型，找出了失效的各种潜在因素，并对各因素进行重要度分析，求得过盈量、摩擦因数、压装速度、装配偏差及形状误差5种主要影响因素。采用有限元法对齿轮与轴过盈联接系统进行瞬态动力学分析，研究5种主要因素的应力影响规律。结果表明：齿轮与轴接触应力随着过盈量及摩擦因数的增大而增大，但不影响应力分布趋势；装配偏差和形状误差的增大都会使接触应力增大，压装速度对接触应力几乎没有影响。
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关键词:
- 过盈联接 /
- 断裂失效 /
- 故障树分析法 /
- 瞬态动力学 /
- Von Mises应力
Abstract: The failure tree analysis method was used to analyse the failure parameters for the gear fracture failure problem occurring in the gear-shaft interference coupling. A fault tree analysis model was established to identify the various potential factors of failure, and the importance of each factor was analysed to find the five main influencing factors of interference, friction factor, press-fit speed, assembly deviation and shape error. A transient dynamic analysis of the gear-shaft interference coupling system was carried out using the finite element method to study the stress influence law of the five main factors. The results show that the contact stress between gear and shaft increases with the increase of interference and friction factor, but does not affect the trend of stress distribution; the increase of assembly deviation and shape error will increase the contact stress, and the press fitting speed has almost no effect on the contact stress.-
Key words:
- overfill couplings /
- fracture failure /
- FTA /
- transient dynamics /
- Von Mises stress
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表 1 齿轮轴过盈联接系统故障树基本事件概率表
事件编号 事件名称 事件概率 X1 工人师傅操作失误 0.001 86 X2 过盈量选取不合理 0.059 X3 摩擦因数选取不合理 0.025 X4 压装速度不合理 0.013 X5 材料型号选择不合理 0.002 56 X6 材料加工工艺误差 0.001 21 X7 轮轴接触面形状误差 0.056 X8 齿轮与轴装配偏差 0.049 X9 齿轮厂家生产质量缺陷 0.002 6 X10 传递最大扭矩误差 0.003 5 
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表 2 底事件的关键重要度
事件编号 事件名称 关键重要度 X1 工人师傅操作失误 0.007 44 X2 过盈量选取不合理 0.216 X3 摩擦因数选取不合理 0.149 X4 压装速度不合理 0.108 X5 材料型号选择不合理 0.001 3 X6 材料加工工艺误差 0.004 91 X7 轮轴接触面形状误差 0.209 X8 齿轮与轴装配偏差 0.202 X9 齿轮厂家生产质量缺陷 0.010 6 X10 传递最大扭矩误差 0.001 3
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图(16) / 表(2)
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