Page 84 - 理化检验-物理分册2025年第二期

厉旭旺，等：兆瓦级风机偏航齿轮箱中心轮断轴原因

图 13 中心轮在不同扭矩工况下的静态结构 - 等效交变应力分布云图

图 14 中心轮在不同扭矩工况下的静态结构 - 疲劳寿命仿真结果
1.0~1.5 mm，导致齿条韧性降低，减弱了其对冲击载 建议将花键侧R角的设计半径增加至1.5 mm，
荷的缓解能力。中心轮的抗拉强度、冲击性能均低于 以避免轴肩部位产生应力集中，提高危险截面的设
设计指标，表明材料抗断裂性能较差。冶炼工艺残留 计强度。同时降低轴肩成型时的机械加工速率，以
在基体中随机分布的非金属夹杂物降低了材料的极 降低轴肩的表面粗糙度。采用轴肩表面喷丸、抛光
限强度，材料产生了应力集中，造成中心轮开裂。 工艺，可以提升材料表面疲劳强度，有效延长产品在
额定载荷状态下的工作寿命。
4 结论及建议
结合不同载荷状态下的仿真计算结果可知，轴 参考文献：
肩部位属于高应力区，原模型花键侧的R角设计半
[1] 孙雪娇，路峰，杨旭，等．20CrMoH钢齿轮开裂原因[J]．
径1.0 mm偏小，且表面加工刀痕粗糙，引起了应力
理化检验(物理分册），2024，60(1)：33-36．
集中，加速了裂纹的萌生与扩展，使轴肩部位成为结 [2] 雷淑梅，邹高鹏，尹诗衡，等．18CrNiMo7-6A钢减速
构薄弱位置，导致中心轮受扭转应力时出现开裂、断 机输出轴断裂原因[J]．理化检验(物理分册)，2021，
裂现象。 57(7)：57-60．

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