薄壁斜齒圈是一種應(yīng)用于行星齒輪減速器中的特殊齒輪動力傳動機(jī)構(gòu),在一些工程機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用也較為廣泛,例如挖掘機(jī)、裝甲車輛等減速器中。薄壁斜齒圈主要結(jié)構(gòu)特點是齒圈的壁厚與自身的徑軸向尺寸相差較大,又因為齒圈大多設(shè)計為薄壁件,其剛性較差,在裝夾時由于夾緊力的作用會產(chǎn)生變形,在加工時又由于刀具與工件切削加工時產(chǎn)生的振動與切削力熱導(dǎo)致零件變形,工件的裝夾力與切削力切削熱的共同作用對加工后零件的加工尺寸精度、齒形精度和齒輪齒面的表面粗糙度產(chǎn)生較大的影響。本課題為解決某特種車輛上采用的行星減速器上的齒圈齒形精度不高導(dǎo)致的傳動時咬合不到位、噪音大、振動劇烈及效率低這一問題展開研究。首先,依據(jù)現(xiàn)有加工后的齒形檢測報告中的齒廓誤差變形得出主要的誤差出現(xiàn)因素為裝夾夾緊方式的不當(dāng)。針對現(xiàn)有裝夾方式引起的變化規(guī)律進(jìn)行分析,利用卡斯基利揚諾定理與虛位移原理、單位載荷法求解理論變化規(guī)律,同時配合有限元仿真得出實際變形規(guī)律,根據(jù)現(xiàn)場裝夾方式變形規(guī)律設(shè)計出用于加工現(xiàn)場的夾具,對設(shè)計出的夾具進(jìn)行理論與有限元仿真驗證。其次,根據(jù)引起齒廓誤差變形的另一個原因切削用量,針對加工參數(shù)對切削力的影響規(guī)律進(jìn)行研究。利用ABAQUS動... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２齒圈建模圖??

齒圈裝夾夾緊變形規(guī)律的研究針對薄壁齒圈裝夾變形問題提出新的夾具設(shè)計思路，依??據(jù)力學(xué)原理對變形量大的軸向裝夾采用壓板裝夾方式使得齒圈的裝夾變形量減少。??現(xiàn)場裝夾方式采用徑向三點定位配合端面壓緊的方式如圖２．１?（ａ）所示，三個裝??夾塊沿圓周１２０。分布對徑向定心約束如圖２．１?（ｂ）所示，軸向竄動采用三個裝夾塊與??壓板沿圓周１２０°約束如圖２．１?（ｃ）所示。加工后的齒形檢測報告得出齒廓總偏差最??大在右齒面為２１．１?｜ｉｍ；最大齒向偏差在左齒面為１９．４｜ｉｍ；最大齒距累計誤差在左齒??面為１１７ｔｉｍ；徑向跳動偏差最大為１９３ｐｍ。??＿＿＿??圖２．１現(xiàn)場裝夾圖片??２．１六點定位原理??因為工件的定位主要靠工件定位基準(zhǔn)和夾具中的定位元件相互作用實現(xiàn)的，所以??進(jìn)行夾具設(shè)計時首先解決工件定位問題。由于工件在空間處于自由狀態(tài)時具有六個自??由度即沿Ｘ、Ｙ、Ｚ三個直角坐標(biāo)軸的移動和繞這三個軸線的轉(zhuǎn)動，夾具的作用就是??要限制這六個自由度，在實際加工中解決工件定位問題應(yīng)用最多的是六點定位原理［５（）］，??所以想要完全如確定工件的具體加工位置，就必須限制這六個自由度。??－９－??

齒圈未加工前的毛坯為圓環(huán)類，圓環(huán)的壁厚一致可視為等截面圓環(huán)。針對有裝夾??方案，在徑向沿元圓周均布三個夾緊力，為簡化計算將卡爪上的作用面積集中為一點??如圖２．２所示。??（Ｂ）?Ｖ?例??圖２．２徑向裝夾受力圖??從對稱位置處剖開，在對稱截面處有夾緊力產(chǎn)生的對稱分力Ｆ＝１４．７Ｎ和彎矩Ｍ，??圓環(huán)的半徑Ｒ＝１３０＿，工件的彎曲剛度為ＥＩ＝３９０。根據(jù)對稱性取三分之一圓弧進(jìn)行??分析，由卡斯基利揚諾定理［５１］在彎曲時截面不轉(zhuǎn)動故位移為零得：??－＾－＝〇?（式?２．１）??ｄＭｘ??式中，Ａ為１／３圓環(huán)截面的形變位能，計算公式如下：??ａ?＝?（式?２．２?）??２ＥＩ??在截面１處的內(nèi)力／＾由力的平衡條件可得：??Ｆ＇＝—Ｐ?（式?２．３）??１?３??在圓環(huán)１截面的彎矩為：??－１０－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]薄壁零件裝夾方案設(shè)計與優(yōu)化[J]. 高翔,張連文,王勇.  組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2009(06)
[2]300M超高強度鋼高速銑削切削力建模研究[J]. 閆雪,陶華,高曉兵,張培培,李海濱.  機(jī)械強度. 2008(05)
[3]銑削加工順序?qū)娇斩嗫蚪Y(jié)構(gòu)件加工變形影響的模擬分析[J]. 郭魂,左敦穩(wěn),王焱,吳海兵,王珉.  機(jī)械設(shè)計與制造. 2008(07)
[4]一種全新的夾具定位方案設(shè)計算法[J]. 秦國華,張衛(wèi)紅,李玉龍.  測試技術(shù)學(xué)報. 2008(03)
[5]薄壁件裝夾方案優(yōu)選的有限元模擬[J]. 陳華,陳蔚芳,鄭會龍.  組合機(jī)床與自動化加工技術(shù). 2008(03)
[6]薄壁弧形件銑削加工裝夾方案的優(yōu)化[J]. 金秋,劉少崗.  工具技術(shù). 2007(12)
[7]高速銑削1Cr18Ni9不銹鋼切削力建模及實驗分析[J]. 陳小潤,方沂,田美麗,賀瓊義.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2007(08)
[8]基于遺傳算法的夾具布局和夾緊力同步優(yōu)化[J]. 周孝倫,張衛(wèi)紅,秦國華,張二亮.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2005(03)
[9]薄壁工件在夾緊力作用下變形量的計算[J]. 陳樹峰,馬伏波.  煤礦機(jī)械. 2005(02)
[10]一種弱剛度薄壁結(jié)構(gòu)件裝夾方案優(yōu)化的有限元模擬[J]. 賈新杰,賈春德,張志軍.  沈陽工業(yè)學(xué)院學(xué)報. 2004(03)

博士論文
[1]薄壁結(jié)構(gòu)件加工變形機(jī)理及夾具優(yōu)化設(shè)計方法研究[D]. 周澤斌.東華大學(xué) 2011
[2]高速銑削加工表面質(zhì)量的研究[D]. 王素玉.山東大學(xué) 2006

碩士論文
[1]無理論刃形誤差插齒刀設(shè)計方法研究[D]. 李清泉.天津大學(xué) 2017
[2]弱剛度環(huán)類零件裝夾變形研究[D]. 王歡.北京理工大學(xué) 2016
[3]基于等切削面積的大型插齒機(jī)變圓周進(jìn)給高效插齒加工方法研究[D]. 于冰.天津大學(xué) 2012
[4]框類薄壁件裝夾和切削參數(shù)的同步優(yōu)化[D]. 王沙沙.大連理工大學(xué) 2012
[5]新構(gòu)形硬質(zhì)合金插齒刀插削過程仿真及刀具磨損機(jī)理研究[D]. 陳超.長春理工大學(xué) 2011
[6]插齒機(jī)主動精度設(shè)計方法研究[D]. 杜貴軒.天津大學(xué) 2010
[7]新構(gòu)形硬質(zhì)合金插齒刀有限元分析及插削試驗研究[D]. 咸輝.長春理工大學(xué) 2010
[8]基于變形控制的薄壁件銑削加工參數(shù)優(yōu)化及仿真研究[D]. 李目.南京航空航天大學(xué) 2010
[9]薄壁件周銑加工過程中表面靜態(tài)誤差預(yù)測關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 萬敏.西北工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：2948580