本文選題：蝸桿砂輪磨削　切入點(diǎn)：齒面紋理　出處：《重慶大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)代齒輪箱正朝著高承載能力、低運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲、緊湊型設(shè)計(jì)的方向發(fā)展。為了滿足這些需求,人們對齒輪質(zhì)量的要求也越來越高,其中,對齒輪降噪性能的要求尤為嚴(yán)格。齒輪的噪聲行為主要受到其宏觀與微觀幾何結(jié)構(gòu)的影響,宏觀幾何結(jié)構(gòu)就是輪齒的形狀,微觀幾何結(jié)構(gòu)就是輪齒的表面形貌,包括表面粗糙度、波度、紋理等不規(guī)則的微觀幾何形狀。而齒輪的精加工方法則決定了它最終的宏觀與微觀幾何精度,因此也將直接影響到齒輪的噪聲行為。目前,蝸桿砂輪磨削因其較高的加工效率和加工質(zhì)量,在中小模數(shù)齒輪的批量生產(chǎn)中已大幅取代成形磨削等齒輪精加工方法,成為應(yīng)用最為廣泛的硬齒面齒輪精加工方法。蝸桿砂輪磨削加工后的齒輪可達(dá)到很高的宏觀幾何精度,但其表面微觀質(zhì)量卻不甚理想,特別是蝸桿砂輪磨齒工藝容易在齒輪齒向產(chǎn)生規(guī)則的平行紋理,而這正是增大齒輪噪聲的原因之一。為此,本文進(jìn)行了蝸桿砂輪磨齒過程中齒面規(guī)則紋理產(chǎn)生機(jī)理研究,提出了能加工出不規(guī)則齒面紋理的變蝸桿砂輪沖程速度的加工方法,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的有效性。論文研究的主要內(nèi)容如下:(1)基于展成原理研究了蝸桿砂輪磨齒加工原理及運(yùn)動過程,建立了蝸桿砂輪磨齒的數(shù)學(xué)模型;根據(jù)建立的數(shù)學(xué)模型和共軛齒廓理論,分析了磨削過程中砂輪與齒輪的接觸特性,使齒面磨削作用區(qū)域可視化;根據(jù)蝸桿砂輪磨齒加工原理及磨粒切削原理,分析了砂輪與齒輪的磨削特性,闡述了磨削痕印的形成過程,研究了平面磨削的幾何運(yùn)動模型,并將相關(guān)結(jié)論應(yīng)用于蝸桿砂輪磨削,得到了影響磨削痕印形態(tài)特征的因素;根據(jù)蝸桿砂輪與齒輪的接觸特性及磨削特性,分析出齒面紋理的形成機(jī)理。(2)研究了齒輪噪聲的主要激勵(lì),結(jié)合齒面微觀結(jié)構(gòu)與噪聲激勵(lì)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,分析出齒面規(guī)則紋理影響齒輪噪聲的機(jī)制;宏觀上通過求解蝸桿砂輪與齒輪的嚙合方程,在Matlab中完成砂輪相對齒面的磨削路徑(接觸跡)仿真,微觀上通過建立瞬時(shí)接觸點(diǎn)的切削速度模型,模擬了砂輪磨粒在齒面上的切削路徑,從這兩方面找到了產(chǎn)生齒面規(guī)則紋理的影響因素;通過對影響因素的討論提出了能加工出不規(guī)則齒面紋理的變蝸桿砂輪沖程速度的加工方法;將珩齒加工的齒面性能改善機(jī)理與蝸桿砂輪磨齒的實(shí)際工藝相結(jié)合,確定了最終的變速加工方案。(3)基于YW7232數(shù)控蝸桿砂輪磨齒機(jī)的運(yùn)動原理和磨齒工藝流程分析,提出了實(shí)現(xiàn)變蝸桿砂輪沖程速度加工的兩種方法;基于西門子840D數(shù)控系統(tǒng)的HMI Advanced開發(fā)環(huán)境,將變速加工功能集成到現(xiàn)有的磨齒機(jī)操作界面當(dāng)中;進(jìn)行了齒輪的變速加工與常規(guī)加工,并基于三維顯微系統(tǒng)分析了兩種加工方法對應(yīng)的齒面紋理,結(jié)果表明變速加工能有效產(chǎn)生不規(guī)則的齒面紋理。(4)設(shè)計(jì)了變速加工與常規(guī)加工配對齒輪的噪聲振動對比實(shí)驗(yàn);分別測量了它們在不同轉(zhuǎn)速下的噪聲和振動(作為參考);通過對比分析噪聲和振動頻譜,得出變速加工配對齒輪比常規(guī)加工配對齒輪的噪聲聲壓級總值平均降低約3d B,嚙合頻率上變速加工配對齒輪的振動加速度明顯小于常規(guī)加工配對齒輪,驗(yàn)證了變速加工方法所得的不規(guī)則齒面紋理對減小齒輪噪聲與振動的有效性。該課題來源于國家科技支撐計(jì)劃“精密機(jī)械傳動設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵技術(shù)及其在齒輪機(jī)床的應(yīng)用(SQ2014GX03D00214)”,旨在通過齒輪表面紋理的改善,實(shí)現(xiàn)高精密齒輪的改性。
[Abstract]:In order to meet these demands , the gear ' s noise behavior is more and more important to meet these demands . The main contents of this paper are as follows : ( 1 ) The grinding characteristics of grinding wheel and gear have been greatly improved in the production of small and medium modulus gears . ( 2 ) The main excitation of gear noise is studied , and the mechanism of gear noise is analyzed based on the relationship between tooth surface microstructure and noise excitation .

【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG616

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本文編號：1672549