本文關(guān)鍵詞：大齒輪變異主軸式滾磨光整加工方案設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證　出處：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：齒輪是現(xiàn)代機(jī)械裝備中應(yīng)用領(lǐng)域最廣、使用量最大的機(jī)械傳動(dòng)件,是機(jī)械產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)零部件,齒輪的設(shè)計(jì)制造水平將直接影響機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。國(guó)內(nèi)外研究表明:改善齒輪的表面質(zhì)量,齒輪的使用性能和壽命可以大幅度地提高,運(yùn)行傳動(dòng)噪音降低。齒輪制造中,采用光整加工可以改善表面質(zhì)量,由于加工成本及效率的考慮,目前齒輪的光整加工技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用還不普遍,齒輪光整加工技術(shù)的研發(fā)也不夠,生產(chǎn)出的齒輪表面質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此,開發(fā)高效、低成本的齒輪光整加工工藝具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。滾磨光整加工技術(shù)作為一種廣泛使用的自由磨具光整加工技術(shù),具有光整效果好,成本低等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用到齒輪的表面光整加工中意義重大。本文根據(jù)齒輪光整加工的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,結(jié)合太原理工大學(xué)多年來在自由磨具光整加工方面的研究基礎(chǔ),提出了大齒輪滾磨光整加工的新工藝。在分析各種滾磨光整加工工藝在齒輪光整應(yīng)用的基礎(chǔ)上,針對(duì)其在齒輪加工的不足和大齒輪的特征,提出了兩種大齒輪變異主軸式滾磨光整加工的工藝方案,并對(duì)這兩種工藝的加工機(jī)理進(jìn)行研究,分析了滾拋磨塊與齒輪表面間復(fù)雜的相對(duì)運(yùn)動(dòng),建立工藝運(yùn)動(dòng)模型,推導(dǎo)出計(jì)算滾拋磨塊與齒輪表面間切削速度的公式,從理論上得出影響加工效果的主要參數(shù),通過MATLAB軟件分析各參數(shù)對(duì)切削速度的影響規(guī)律。利用離散元分析軟件EDEM從滾拋磨塊的運(yùn)動(dòng)入手,分析了旋流式和垂直交叉主軸式在加工齒輪時(shí),滾拋磨塊的運(yùn)動(dòng)特性,得出了垂直交叉主軸式更有利于齒輪的均勻加工。對(duì)齒輪垂直交叉主軸式滾磨光整進(jìn)行了仿真分析,得出了不同滾筒轉(zhuǎn)速、齒輪轉(zhuǎn)速和齒輪擺角對(duì)滾拋磨塊速度與滾拋磨塊對(duì)齒面的平均法向接觸力的影響情況,對(duì)齒輪垂直交叉主軸式滾磨光整加工設(shè)備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。對(duì)齒輪垂直交叉主軸式滾磨光整加工各參數(shù)對(duì)加工效果的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了理論和仿真分析的結(jié)果。同時(shí)利用該工藝對(duì)一齒輪光整后表面質(zhì)量的改善進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明:經(jīng)過滾磨光整加工后,齒輪外表光亮,棱邊倒圓,表面粗糙度Ra由0.698μm降至0.265μm,前一道工序的加工紋理和微裂紋消失,綜合提高了齒面的表面質(zhì)量,進(jìn)而提高了齒輪的使用性能和壽命。
[Abstract]:Gear is the most widely used mechanical transmission in the field of modern machinery and equipment. It is an important basic part of mechanical products. The design and manufacture level of gears will directly affect the performance and quality of mechanical products. Studies at home and abroad show that: to improve the surface quality of gears, gear performance and service life can be greatly improved. In gear manufacturing, the surface quality can be improved by using smooth machining. Due to the consideration of processing cost and efficiency, the finishing technology of gears is not widely used in China. The research and development of gear finishing technology is not enough, the surface quality of the produced gear can not meet the design requirements. Therefore, the development of high efficiency. The low cost gear finishing process has important practical significance. As a widely used free abrasive finishing technology, rolling finishing technology has the advantages of good finishing effect and low cost. It is of great significance to apply to the surface finishing of gears. According to the present situation of gear finishing at home and abroad, this paper combines the research foundation of Taiyuan University of Technology in the field of free abrasive finishing for many years. A new technology of large gear rolling finishing is put forward. On the basis of analyzing the application of various rolling finishing processes in gear finishing, the defects in gear machining and the characteristics of big gear are pointed out. In this paper, two kinds of technology schemes of the variable spindle rolling finishing of large gear are put forward, and the machining mechanism of these two processes is studied, and the complex relative motion between the grinding block and the gear surface is analyzed. The process motion model is established and the formula for calculating the cutting speed between the grinding block and the gear surface is derived. The main parameters affecting the machining effect are obtained theoretically. The influence of the parameters on the cutting speed is analyzed by MATLAB software. The motion of the grinding block is started with the discrete element analysis software EDEM. In this paper, the motion characteristics of roller grinding block in gear machining are analyzed. It is concluded that the vertical cross spindle type is more favorable to the uniform machining of gears. The simulation analysis of gear vertical cross spindle roller polishing is carried out, and different drum speeds are obtained. The influence of gear rotation speed and gear swing angle on the speed of grinding block and the average normal contact force of grinding block on tooth surface. It has certain guiding significance for the design and application of gear vertical cross spindle rolling finishing equipment. The influence of various parameters of gear vertical cross spindle roller finishing processing on machining effect is studied experimentally. The results of theoretical and simulation analysis are verified. At the same time, the improvement of surface quality of a gear after finishing is studied by using this process. The results show that the surface of gear is bright and the edge is round after finishing. The surface roughness Ra is reduced from 0.698 渭 m to 0.265 渭 m. The surface quality of tooth surface is improved by the disappearance of machining texture and microcracks in the previous process. Furthermore, the service performance and service life of gears are improved.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG612

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本文編號(hào)：1428205