(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111279090.9 (22)申请日 2021.10.31 (71)申请人 重庆青山工业有限责任公司 地址 402776 重庆市璧 山区青杠街道 (72)发明人 周武君　胡佳会　范莎　彭书建　 唐云　 (74)专利代理 机构 重庆志合专利事务所(普通 合伙) 50210 代理人 徐永谦 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/02(2020.01)G06F 119/04(2020.01) (54)发明名称 基于实测S-N曲线和实采路谱的台架试验 载 荷谱编制 (57)摘要 本发明公开了一种基于实测S ‑N曲线和实采 路谱的台架试验 载荷谱编制， 包括根据数据分布 理论， 处理试验数据， 得到R ‑S‑N曲线； 根据变速 器行业内测量信号及测量原理， 确认测试系统方 案； 根据试验变速器所对应汽车试验场试验工 况， 得到车辆在道路上行驶的时间历程载荷信 息； 输入输出转矩对比分析； 疲劳损伤及寿命分 析； 非零平均应力等效转换与损伤计算； 针对各 档位， 合理划分扭矩段， 台架上对整车或零部件 施加大于实际使用的载荷， 用更短的加载时间达 到相等的伪损伤； 进行台架稳态载荷谱编制。 本 发明将非对称载荷转化为对称载荷进行疲劳损 伤值的计算， 解决当前为定扭矩定转速的粗放加 载方式。 权利要求书4页 说明书8页 附图3页 CN 114139303 A 2022.03.04 CN 114139303 A 1.基于实测S ‑N曲线和实采路谱的台架试验载荷谱编制， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1)， 确定齿轮接触疲劳试验方法； 步骤2)， 确定齿轮弯曲疲劳试验方法； 步骤3)， 确定齿轮试验组数； 步骤4)， 计算试验齿轮的齿面接触 应力； 步骤5)， 计算试验齿轮的齿根弯曲应力； 步骤6)， 根据数据分布理论， 处 理试验数据， 得到R ‑S‑N曲线； 步骤7)， 根据变速器行业内测量信号及测量原理， 确认测试系统方案； 步骤8)， 根据步骤7)所确定的测试系统方案， 确认设备和传感器方案； 步骤9)， 根据试验变速器所对应汽车试验场试验工况， 得到车辆在道路上行驶的时间 历程载荷信息； 步骤10)， 根据步骤9)得到的行驶时间历程载荷信息， 得到变速器的输入端的载荷信 息； 步骤11)， 根据步骤10)得到的数据， 数据重复性检验及样本 选择； 步骤12)， 处 理步骤11)得到的样本数据， 分割档位和区分正负扭矩； 步骤13)， 输入输出转矩对比分析； 步骤14)， 疲劳损伤及寿命分析； 步骤15)， 非零平均应力等效转换与损伤计算； 步骤16)， 根据步骤15)得到的损伤结果分布情况， 针对各档位， 合理划分扭矩段， 台架 上对整车或零部件施加大于实际使用的载荷， 用更短的加载时间达 到相等的伪损伤； 步骤17)， 进行台架稳态载荷谱编制。 2.根据权利要求1所述的基于实测S ‑N曲线和实采路谱的台架试验载荷谱编制， 其特征 在于， 步骤3)中确定齿轮试验组数的过程为： 取4 ‑5个应力级， 每个应力级不少于5个试验 点， 最高应力级中各试验点的齿面应力循环次数， 接触疲劳试验不少于1 ×106， 弯曲疲劳试 验不少于5 ×104， 最高应力级与次高应力级的应力间隔为总试验应力范围的40％～50％， 随着应力的降低， 应力间隔逐渐减少， 最低应力级至少有一个试验点越出。 3.根据权利要求1所述的基于实测S ‑N曲线和实采路谱的台架试验载荷谱编制， 其特征 在于， 步骤4)中的齿面接触 应力计算如下： 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114139303 A 2式中： ZH‑节点区域系数； ZE‑弹性系数， 按GB/T3480查表为189.8； Zε‑重合度系数； Zβ‑螺 旋角系数； Ft‑齿轮端面内分度圆上的名义切向力； b ‑工作齿宽； d ‑分度圆直径； u ‑齿数比； T‑齿轮扭矩； βb‑基圆螺旋角； αt‑端面分度圆压力角； cosαt′ ‑端面分度圆啮合角； εβ‑纵向重 合度； εα‑端面重合度； β ‑分度圆螺 旋角； σH0‑齿面接接应力。 4.根据权利要求1所述的基于实测S ‑N曲线和实采路谱的台架试验载荷谱编制， 其特征 在于， 步骤5)中， 所述齿根弯曲应力按式1 ‑6计算： 由于弯曲疲劳试验机的限制， 循环特性系数τF＝Fmin/Fmax≠0， 应将实际齿根应力σF0 换算为 τF＝0时的脉动循环齿根应力σF， 换算公式为： 式中： σF0‑计算齿根应力基本值； σF‑计算齿根应力； mn‑法向模数； YFa‑载荷作用于齿顶时的齿 形系数； YSa‑载荷作用于齿顶时的应力修正系数； Yε‑重合度系数； τF‑循环特性系数； σb‑抗拉 强度； hFa＝ha+hf        (1‑9) 式中： hFa‑载荷作用于齿顶时的弯曲力臂； αFat‑齿顶端面载荷作用角； SFn‑危险截面上的 齿厚； αn‑法向分度圆压力角； ha‑齿顶高hf‑齿根高ha0‑刀具基本齿廓齿顶高 式中： L‑齿根危险截面处齿厚与弯曲力臂的比值； qS‑齿根圆角参数； ρf‑30°切线切点 处 曲率半径。 5.根据权利要求1所述的基于实测S ‑N曲线和实采路谱的台架试验载荷谱编制， 其特征 在于， 步骤6)中根据数据分布理论， 处 理试验数据的过程如下：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114139303 A 3