本課題面向精密機床等精密機械裝備對高精度、低振動、零背隙傳動裝置的工程需求,以短幅擺線滾輪齒條的齒面激光淬火為目標,圍繞激光淬火的掃描方式和淬火后的表面效果等問題展開研究,進行了短幅擺線滾輪齒條齒面激光淬火的ANSYS熱力學仿真,并具體分析了影響齒面激光淬火的關鍵參數(shù)。為精密齒輪齒條激光淬火提供了技術基礎,同時也為其它的特種熱處理技術開發(fā)提供了相關借鑒,具有較好的工程技術價值。首先,總結了短幅擺線滾輪齒條傳動的基本原理;具體分析了短幅擺線滾輪齒條的齒形由來以及相應的齒形方程;根據(jù)實際的需求對短幅擺線滾輪齒條的齒廓進行了適當?shù)男扌?分析了傳動過程中的接觸應力,由此建立了“齒條參數(shù)設計——齒面接觸疲勞強度——齒面硬度需求”之間的聯(lián)動關系,為后續(xù)進行短幅擺線滾輪齒條齒面激光淬火的工藝規(guī)劃以及相關的參數(shù)影響分析提供了理論與模型上的支持,并為驗證齒面激光淬火的合理性和可行性提供了依據(jù)。接著,介紹了激光淬火的基本原理和特點以及激光淬火工藝規(guī)劃的一般過程和基本要求;對激光淬火過程中出現(xiàn)的齒廓法向角和齒廓臨界角進行建模和詳細分析;探討了沿齒向方向和沿齒寬方向進行激光掃描的可行性和合理性;進行了激光淬火的功率密度建模并分析了相關設計參數(shù)對功率密度的影響,為下一章進行激光淬火的有限元仿真提供了基本規(guī)劃。然后,進行了短幅擺線滾輪齒條激光淬火的熱力學仿真,并對仿真的結果進行了深入的分析,應用ANSYS的“TimeHist PostPro”后處理顯示器顯示出各節(jié)點隨時間變化的溫度變化情況以及熱源中心縱向延伸的各個節(jié)點隨時間變化的溫度變化情況。最后,基于前文中的有限元模型,選取功率P、入射角?、掃描速度v這三個關鍵參數(shù),分別針對齒頂、?_m _(ax)、I_(min)、齒根四個關鍵齒廓位置,利用有限元方法進行了60組不同參數(shù)及位置的熱力學仿真,獲取了短幅擺線滾輪齒條激光淬火的溫度場分布狀態(tài)及關鍵參數(shù)影響規(guī)律。
【學位單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TB115;TG162.73
【部分圖文】：

此時齒條與滾輪的嚙合狀態(tài)如圖 2-3 所示。在此狀態(tài)下，短幅擺線滾輪齒條與滾輪的滾柱之間的相對位置同圖2-1，但是與圖 2-1 不同的是，此時的滾輪已經(jīng)向右移動了一個齒距的距離，用 p表示。

此時齒條與滾輪的相對位置如圖2-2 所示。在如圖所示的嚙合狀態(tài)中，齒條與滾柱 1、滾柱 2、滾柱 3 同時嚙合，夾角 逐漸變小。圖 2-2 傳動機構運動狀態(tài)隨著滾輪的旋轉，當夾角 逐漸趨向于 0 時，此時齒條與滾輪的嚙合狀態(tài)如圖 2-3 所示。在此狀態(tài)下，短幅擺線滾輪齒條與滾輪的滾柱之間的相對位置同圖2-1，但是與圖 2-1 不同的是，此時的滾輪已經(jīng)向右移動了一個齒距的距離，用 p?

8圖 2-3 傳動機構運動狀態(tài)綜上所述，結合圖 2-1 到圖 2-3 的動態(tài)變化，可以得出結論：在短幅擺線滾輪齒條機構的傳動過程中，齒條與滾輪兩者之間的嚙合狀態(tài)按照圖 2-1 到圖 2-3所示成周期性的變化，也就是說，短幅擺線滾輪齒條機構的傳動是通過齒條與滾輪滾柱之間相互嚙合，從而驅動滾輪向前移動。2.1.2 傳動機構的相關參數(shù)及其關系通過上述分析，根據(jù)相關的齒形原理和齒形方程，定義短幅擺線滾輪齒條傳動機構的相關參數(shù)及其相互關系[47]，如下表 2-1 所示。表 2-1 傳動機構的相關參數(shù)及其關系參數(shù) 符號 關系式滾輪分度圓半徑 r r mz/2滾輪節(jié)圓半徑 RyR mz/2 mC模數(shù)m—滾輪滾柱數(shù)

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本文編號：2819330