齿轮疲劳强度试验主要包含以下核心检测项目：
弯曲疲劳试验：测定齿根部位在循环应力下的断裂极限值，通过三点/四点弯曲加载方式模拟实际工况
接触疲劳试验：评估齿面在滚动-滑动复合运动下的点蚀与剥落失效特性
残余应力分析：采用X射线衍射法测量热处理/表面强化后的应力分布状态
微观组织观测：利用金相显微镜分析失效区域的晶粒形态与裂纹扩展路径
硬度梯度测试：通过显微硬度计获取渗碳层/氮化层的硬度分布曲线
本试验适用于以下齿轮类型及工况条件：
| 分类维度 | 具体范围 |
|---|---|
| 齿轮类型 | 圆柱齿轮/锥齿轮/蜗轮蜗杆/行星齿轮系 |
| 模数范围 | 1-30mm（覆盖AGMA 2001-D04标准全系列） |
| 材料类型 | 合金结构钢/渗碳钢/氮化钢/粉末冶金材料 |
| 工艺状态 | 调质/渗碳淬火/感应淬火/喷丸强化处理件 |
| 应用领域 | 风电增速箱/汽车变速器/工业机器人减速机/航空传动系统 |
依据国际通用标准建立分级加载试验体系：
S-N曲线测定法：
执行阶梯式应力加载程序（符合ISO 6336-3:2019）
设置应力比R=0.1（脉动循环）至R=-1（对称循环）
终止条件：5×106次未失效或出现宏观裂纹（≥0.5mm）
加速寿命试验法：
基于Miner线性累积损伤理论设计多级载荷谱
采用升降法确定条件疲劳极限（置信度≥95%）
应用威布尔分布模型进行数据统计分析
断口形貌分析法：
扫描电镜（SEM）观察裂纹源区与扩展区特征形貌
能谱分析（EDS）检测夹杂物成分及分布状态
三维轮廓仪定量表征表面点蚀坑体积参数
在线监测技术：
声发射传感器实时捕捉裂纹萌生信号（频率范围50-400kHz）
红外热像仪监测摩擦温升变化（精度±1℃）
振动加速度计采集时域/频域特征参数（采样率≥50kHz）
试验系统由以下高精度设备构成：
| 核心设备配置表 | |
|---|---|
| 齿轮疲劳试验机 | 最大扭矩容量：±5000Nm（双向加载） 频率范围：5-200Hz（无级可调） 动态载荷误差：≤±1%FS（配备六维力传感器） |
| 显微分析系统 | 场发射扫描电镜：分辨率3nm@30kV（配备EBSD系统） 共聚焦显微镜：纵向分辨率10nm（50×物镜） x射线应力分析仪：ψ角范围±45°（Cr-Kα辐射源） |
| 力学性能测试仪 | 显微硬度计：载荷范围10-3000gf（符合ISO6507-1） 冲击试验机：摆锤能量300J（低温箱可达-196℃） 残余应力测试仪：测量深度0.05-50μm（误差±5%） |
| 环境模拟装置 | 温控系统：-70℃~+300℃（波动度±1℃） 油雾润滑系统：喷射压力0.1-0.5MPa可调（符合AGMA9005-E02） 真空腔室：极限真空度5×10-3Pa（磁流体密封传动） |
| 数据采集系统配备128通道同步采集模块（24位AD转换），采样率最高1MHz，满足ISO18436-3标准对振动信号采集的要求。 |
注：所有设备均通过CNAS校准认证并定期进行期间核查。
