發(fā)布時(shí)間：2020-03-28 13:42

【摘要】：強(qiáng)力球面珩齒技術(shù)在降低齒輪噪音、提高齒輪承載能力和減少加工成本方面較傳統(tǒng)磨齒工藝表現(xiàn)突出。強(qiáng)力球面珩齒機(jī)床,利用電子齒輪箱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)珩輪和加工齒輪間的強(qiáng)制傳動(dòng),通過(guò)機(jī)床運(yùn)動(dòng)球面運(yùn)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)任意形式的齒向修形,有效改善了齒輪齒面幾何形狀,減小了齒圈徑向跳動(dòng)和齒輪分度誤差。采用新型復(fù)合材料珩磨輪,能夠去除較大的加工余量,其單邊齒面最大加工余量可以達(dá)到40μm~80μm,同時(shí)在齒面產(chǎn)生非周期性齒形紋理,有效降低齒輪噪音。球面珩齒技術(shù)為精加工硬齒面提供了一種低成本高性能的方式,但目前該技術(shù)被國(guó)外壟斷,限制了在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展。對(duì)此本文開(kāi)展了如下研究:(1)對(duì)球面珩齒加工的相關(guān)設(shè)備和工藝技術(shù)進(jìn)行研究,依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)加工對(duì)齒輪加工鼓形量的要求,利用軟件仿真分析齒輪接觸應(yīng)力與理論推導(dǎo)齒輪承載能力相結(jié)合的方式,分析求解齒輪鼓形量的理論計(jì)算方法。采用ANSYS軟件進(jìn)行仿真模擬,分析經(jīng)過(guò)鼓形處理的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒輪受力情況,設(shè)計(jì)、驗(yàn)證并優(yōu)化鼓形形狀;(2)對(duì)硬齒面球面珩齒過(guò)程進(jìn)行機(jī)理分析,建立內(nèi)嚙合齒輪參數(shù)方程,推導(dǎo)內(nèi)珩輪與工件齒輪的球面嚙合復(fù)合運(yùn)動(dòng)關(guān)系式,分析軸交角與齒輪加工鼓形量的關(guān)系,探索內(nèi)嚙合珩齒機(jī)床球面鼓形加工方法。借助UGNX、Adams、Matlab等計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模擬仿真,檢驗(yàn)鼓形加工方法的有效性;(3)生產(chǎn)加工實(shí)際檢驗(yàn)。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)際在(機(jī)床的型號(hào))強(qiáng)力球面珩齒機(jī)床上設(shè)置齒輪加工參數(shù),對(duì)加工出的齒輪鼓形量以及鼓形形狀進(jìn)行檢測(cè),驗(yàn)證加工參數(shù)的準(zhǔn)確性。本課題采用理論分析與仿真模擬相結(jié)合的方法探索了強(qiáng)力球面珩齒齒面鼓形的設(shè)計(jì)方法,推導(dǎo)了齒輪鼓形量的計(jì)算公式,構(gòu)建了嚙合齒輪參數(shù)方程,得到了軸交角與嚙合齒輪鼓形加工的關(guān)系。通過(guò)了強(qiáng)力球面珩齒機(jī)床(Gleason-150SPH)的實(shí)際生產(chǎn)加工檢驗(yàn)。本課題的研究為球面珩齒機(jī)床的應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)。
【圖文】：

齒輪作為傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)械元件，被廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械傳動(dòng)中。齒輪有傳動(dòng)比變化范圍大、傳動(dòng)比穩(wěn)定、傳遞功率范圍廣泛、傳遞效率高、使用壽命載能力強(qiáng)以及結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)比不會(huì)隨中心距變化而變化的特性利于齒輪的裝配和使用。漸開(kāi)線齒輪由于加工刀具簡(jiǎn)單，加工工藝成熟應(yīng)用最。齒輪的設(shè)計(jì)制造要求齒輪向著低噪音、高精度、高承載力、高傳動(dòng)速度以及使用壽命方向不斷發(fā)展。傳統(tǒng)的齒輪加工工藝不能完全滿足對(duì)高質(zhì)量齒輪的求，應(yīng)用內(nèi)嚙合球面珩齒技術(shù)加工的鼓形齒輪，因其實(shí)現(xiàn)了齒輪加工的球面運(yùn)論在加工精度和制造成本上，，還是噪聲指標(biāo)上，這一技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)給齒輪商提供了一種可供選擇的新型、高效、高可靠性的硬齒面加工工藝，具有較好前景[1]。如圖 1.1 所示為磨齒齒輪（左一）與內(nèi)珩齒齒輪（右一）的表面紋理情齒輪表面紋理能夠看出磨齒齒面為臺(tái)階形紋理，在齒輪嚙合的過(guò)程中由于齒的接觸擠壓而產(chǎn)生噪音，而內(nèi)珩齒的齒面紋理比較均一穩(wěn)定，更有利于降低齒聲。

1 緒論面珩齒技術(shù)代表了珩齒技術(shù)最新發(fā)展方向[3]。本課題是基于 0SPH 球面珩齒機(jī)床的基礎(chǔ)上進(jìn)行的理論性研究與分析，球面床（如圖 1.2 所示）。珩齒時(shí)，珩磨輪軸線與工件軸線交叉形齒輪與珩磨輪呈一定的軸交角嚙合運(yùn)動(dòng)關(guān)系（如圖 1.3 所示雙曲線式斜齒輪嚙合狀態(tài)。其運(yùn)動(dòng)關(guān)系是基于旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的工面上，在空間上兩者相互之間形成一種交叉運(yùn)動(dòng)關(guān)系[2]，因此動(dòng)外，沿齒向方向也產(chǎn)生一種相對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這種同時(shí)沿工件向的運(yùn)動(dòng)速度矢量的復(fù)合運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生一種典型的非周期循夠非常有效地降低齒輪傳動(dòng)噪聲[1]。此外由于球面珩齒加工是，切削的同時(shí)在齒輪的金屬表面形成非常有利的殘余壓應(yīng)力，能和提高齒輪強(qiáng)度[2]。
【學(xué)位授予單位】：煙臺(tái)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2604527