齒輪傳動(dòng)依靠輪齒的嚙合傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，有適應(yīng)性廣、傳動(dòng)比恒定、效率高、工作可靠壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此齒輪是工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛的機(jī)械傳動(dòng)零件；也正是基于其廣泛的應(yīng)用，對(duì)于齒輪的傳動(dòng)失效的研究也是具有十分重要的意義；齒輪傳動(dòng)失效中，輪齒的彎曲疲勞也是發(fā)生概率較高的形式，造成后果十分嚴(yán)重；由于齒輪彎曲疲勞為高周應(yīng)力疲勞測(cè)試，考慮試驗(yàn)周期長、成本高等前提，目前對(duì)于齒輪彎曲疲勞的研究更多是基于不同仿真軟件的數(shù)據(jù)支撐作為評(píng)價(jià)齒輪性能的依據(jù)；本文結(jié)合高頻率加載下的齒輪彎曲疲勞測(cè)試，大幅提高試驗(yàn)的效率，縮短試驗(yàn)周期，同時(shí)搭配定制齒輪彎曲疲勞夾具，對(duì)齒輪在高頻響下的彎曲疲勞特性進(jìn)行了深入的研究。

齒輪彎曲疲勞的試驗(yàn)形式包含兩種；嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)及脈動(dòng)加載，實(shí)現(xiàn)齒根應(yīng)力狀態(tài)和數(shù)值模擬，用以測(cè)定輪齒發(fā)生彎曲疲勞時(shí)的應(yīng)力水平；加載示意圖如圖1所示。

結(jié)合齒輪彎曲疲勞加載形式設(shè)計(jì)齒輪高頻疲勞夾具如圖2所示，齒輪由調(diào)節(jié)板送入試驗(yàn)位置，并分別與上壓頭、支撐座接觸，并通過支撐軸進(jìn)行輔助支撐定位，通過上壓頭的加載即可實(shí)現(xiàn)壓向彎曲疲勞試驗(yàn)。

夾具中支撐軸起到輔助支撐、定位作用，分散齒輪與下端支撐座的作用力，可以保證上壓頭接觸的輪齒受力最大，形成最終破壞位置，如圖2所示；調(diào)節(jié)板上的長圓孔結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)齒輪水平方向位置的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)螺母與支撐座的螺紋配合可以實(shí)現(xiàn)齒輪垂直方向位置的調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)上壓頭與齒輪的配位置準(zhǔn)確性，達(dá)到上壓頭作用線與齒輪基圓相切的目的，更符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如圖3所示。

繼續(xù)施加靜載將出現(xiàn)裂紋輪齒壓斷，拆除試樣進(jìn)行斷口檢查，從試樣斷口形態(tài)可清晰看出輪齒的疲勞裂口持續(xù)擴(kuò)展的狀態(tài)，整個(gè)斷口疲勞裂紋在齒寬方向趨勢(shì)均勻，如圖6所示；斷口分析結(jié)果可證明夾具本身的加載位置準(zhǔn)確；可證明可調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的必要性、可靠性；同時(shí)，也證明了主機(jī)整體同軸狀態(tài)良好。