發(fā)布時間：2017-10-28 13:35

  本文關(guān)鍵詞：面齒輪磨削表層殘余應(yīng)力的研究與分析

  更多相關(guān)文章： 面齒輪傳動 ANSYS建模 磨削溫度場 殘余應(yīng)力 有限元分析

【摘要】：面齒輪傳動是一種特殊的錐齒輪傳動形式,是應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)行業(yè)中的一種重要的傳動方式。但是隨著對面齒輪加工精度的逐步提高,怎樣加工出具有高精度復(fù)雜齒面的面齒輪成為工業(yè)制造業(yè)的一個關(guān)鍵性問題。對于高精度的面齒輪的加工,一般采用的是磨齒加工技術(shù)。本文就以研究面齒輪磨齒磨削溫度場及表面殘余應(yīng)力方面進行了一系列的研究�；邶X輪嚙合原理、微分幾何等理論,建立面齒輪的加工坐標系和加工刀具、加工機床的坐標系。通過相關(guān)矩陣計算得到蝶形砂輪加工面齒輪的齒面方程。再應(yīng)用MATLAB的離散點的坐標進行相關(guān)的擬合,得到面齒輪齒面模型。最后在PRO/E中得到面齒輪的三維實體模型,為后面溫度場、應(yīng)力場分析打下很好的基礎(chǔ)。通過橢圓接觸原理,在面齒輪齒面點磨削的基礎(chǔ)上,求解出面齒輪溫度場點磨削分析中的相關(guān)分析參數(shù),如接觸弧長,接觸寬度等。對面齒輪齒面的各個方向上的點進行點磨削溫度場分析,由ANSYS有限元分析導(dǎo)出分析結(jié)果。通過齒長方向和齒高方向?qū)X面上的磨削溫度進行總結(jié),并通過齒面曲率的理論分析對分析結(jié)果做出解釋。最后使用紅外測溫儀對齒面進行實際溫度測量,得到的結(jié)果與有限元分析結(jié)果相一致。對面齒輪磨齒齒面殘余應(yīng)力做了ANSYS有限元模擬與分析。結(jié)果表明:磨削后的面齒輪齒面上為殘余壓應(yīng)力,齒面里層為殘余拉應(yīng)力;其齒面的殘余應(yīng)力的大小跟磨削條件和磨削用量有關(guān),并著重分析了幾個磨削用量對其造成影響的變化。并通過采用x射線衍射法測量出面齒輪齒面的表層殘余應(yīng)力分布,并與仿真模擬出來的結(jié)果進行對比,誤差率較小,證明了有限元研究磨削殘余應(yīng)力的可行性。分析了齒面誤差及殘余應(yīng)力產(chǎn)生的裂紋對面齒輪的影響,并根據(jù)齒面誤差的產(chǎn)生規(guī)律分析出裂紋易產(chǎn)生的分布,得出消除磨削裂紋的本質(zhì)在于消除齒面表層殘余應(yīng)力。并提出了一些消除殘余應(yīng)力的方法和建議。
【關(guān)鍵詞】：面齒輪傳動 ANSYS建模 磨削溫度場 殘余應(yīng)力 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG616
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題的來源背景與研究意義9-11
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 課題研究的目的及意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 面齒輪制造技術(shù)及力熱耦合與殘余應(yīng)力研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 面齒輪磨削技術(shù)發(fā)展狀況12-13
• 1.3.2 磨削加工的力熱耦合研究進展13-14
• 1.3.3 磨削表層殘余應(yīng)力的研究14-15
• 1.4 論文研究內(nèi)容和與思路15
• 1.5 本章小結(jié)15-17
• 第二章 正交面齒輪磨齒加工模型的建立17-26
• 2.1 面齒輪加工方式及蝶形砂輪磨削加工原理17-19
• 2.1.1 面齒輪磨齒加工方法17
• 2.1.2 磨齒加工原理17-19
• 2.2 蝶形砂輪磨削加工面齒輪齒面方程19-23
• 2.2.1 面齒輪磨削加工坐標系的推導(dǎo)19-20
• 2.2.2 插齒刀齒面方程20-21
• 2.2.3 面齒輪齒面方程21-23
• 2.3 面齒輪可視化實體模型的建立及實體加工23-25
• 2.3.1 面齒輪齒面模型及 3D實體模型的生成23-24
• 2.3.2 面齒輪實體模型的加工24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 面齒輪磨削溫度場建模仿真及分析26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 面齒輪蝶形砂輪磨削理論與基本參數(shù)的確定26-30
• 3.2.1 曲面主曲率與主方向夾角的計算26-28
• 3.2.2 接觸橢圓方程的建立28
• 3.2.3 磨削基本參數(shù)的確定28-30
• 3.3 面齒輪磨削溫度場有限元仿真30-37
• 3.3.1 熱分析基礎(chǔ)知識30-31
• 3.3.2 磨削溫度場有限元模型31-33
• 3.3.3 磨削溫度場力熱耦合有限元仿真分析33-37
• 3.4 磨削溫度實驗驗證37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于力熱耦合的面齒輪磨削殘余應(yīng)力研究40-49
• 4.1 引言40
• 4.2 面齒輪磨削殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機理、分析方法與影響因素40-43
• 4.2.1 磨削殘余應(yīng)力的產(chǎn)生機理40-42
• 4.2.2 面齒輪磨削表層殘余應(yīng)力的影響因素及分析方法42-43
• 4.3 磨削殘余應(yīng)力的理論分析43-44
• 4.3.1 磨削應(yīng)力應(yīng)變場的熱彈性塑形材料本構(gòu)關(guān)系43-44
• 4.3.2 應(yīng)力場計算的基本假設(shè)44
• 4.4 面齒輪力熱耦合場的ANSYS有限元仿真分析44-47
• 4.4.1 磨削應(yīng)力場分析44-45
• 4.4.2 磨齒殘余應(yīng)力的力熱耦合有限元計算45-46
• 4.4.3 各磨削用量對磨齒表面殘余應(yīng)力的影響46-47
• 4.5 結(jié)論47-49
• 第五章 磨齒齒面殘余應(yīng)力的試驗驗證及其對齒面影響49-55
• 5.1 磨削齒面殘余應(yīng)力的試驗驗證49-51
• 5.1.1 實驗原理與方法49-50
• 5.1.2 實驗結(jié)果對比與分析50-51
• 5.2 磨削殘余應(yīng)力對齒面的影響51-53
• 5.2.1 齒面誤差的影響51-52
• 5.2.2 磨削裂紋的產(chǎn)生及影響52-53
• 5.3 磨削殘余應(yīng)力的預(yù)防及應(yīng)對方法53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 第六章 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 總結(jié)55-56
• 6.2 全文展望56-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間的主要成果60-61
• 1. 公開發(fā)表或錄用的與學(xué)位論文相關(guān)的論文60
• 2. 參與的科研項目60-61
• 致謝61

【參考文獻】

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本文編號：1108496