本文關(guān)鍵詞：插齒刀加工直齒圓柱齒輪切削用量的仿真分析

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【摘要】：齒輪作為世界上絕大部分機(jī)器的基礎(chǔ)傳動(dòng)裝置,近年來(lái)齒輪齒形成形工藝研究在理論界和工程界受到廣泛關(guān)注。選擇不同的刀具加工齒輪也會(huì)對(duì)齒輪質(zhì)量產(chǎn)生不同的影響。其中,插齒刀就是一種用于加工直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪比較方便的工具。在生產(chǎn)實(shí)際中,插齒刀的應(yīng)用非常廣泛。插齒刀與齒輪滾刀相比,雖然其加工效率略低,但當(dāng)插齒刀加工齒輪的齒廓為漸開(kāi)線齒廓時(shí),成形誤差較小,避免了原理誤差,并且插齒刀可以加工內(nèi)齒輪,此外插齒刀在特定場(chǎng)合的加工精度也優(yōu)于齒輪滾刀。據(jù)國(guó)內(nèi)外統(tǒng)計(jì),插齒機(jī)的產(chǎn)量超過(guò)齒輪機(jī)床的四分之一。在一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家中,插齒機(jī)的產(chǎn)量達(dá)到了滾齒機(jī)一半以上,因此具有廣泛的研究?jī)r(jià)值。 本文針對(duì)哈爾濱第一工具廠一組插齒刀加工直圓柱齒輪的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用相關(guān)公式對(duì)實(shí)驗(yàn)中的直齒圓柱齒輪和插齒刀進(jìn)行建模,求出齒輪最大許用應(yīng)力,最后利用solidworks作出插齒刀三維模型圖。 本課題利用Ls-dyna導(dǎo)入插齒刀三維模型,對(duì)插齒刀加工直齒圓柱齒輪的切削成形進(jìn)行了仿真研究。根據(jù)哈爾濱第一工具廠生產(chǎn)實(shí)際,研究不同切削用量對(duì)齒輪以及插齒刀的受力影響。著重研究齒輪被切削時(shí)最大受力狀態(tài),即齒根應(yīng)力狀態(tài)和切削后的殘余應(yīng)力,得出了切削用量與殘余應(yīng)力峰值的關(guān)系。 最后對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度校核。得出插齒刀加工直齒圓柱齒輪合理切削用量。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合,并且精度優(yōu)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),取得了良好的仿真效果,證實(shí)了Ls-dyna在顯式動(dòng)力分析上的優(yōu)勢(shì),該仿真結(jié)果已應(yīng)用到哈爾濱第一工具廠實(shí)際生產(chǎn),對(duì)齒輪與齒輪刀具的生產(chǎn)加工提供重要借鑒。
【關(guān)鍵詞】：插齒刀 嚙合原理 切削用量 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG613
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 緒論13-17
• 1.1 課題來(lái)源13
• 1.2 插齒技術(shù)的研究與發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 插齒技術(shù)在齒輪加工中的地位13
• 1.2.2 硬齒面齒輪加工技術(shù)的發(fā)展13-14
• 1.3 插齒刀技術(shù)的發(fā)展14-15
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 齒輪的分類(lèi)與切削加工17-26
• 2.1 齒輪的分類(lèi)與應(yīng)用17-18
• 2.2 圓柱直齒輪強(qiáng)度研究18-21
• 2.2.1 齒根應(yīng)力基本公式18
• 2.2.2 齒輪齒廓形狀18
• 2.2.3 齒根應(yīng)力和齒形結(jié)構(gòu)的計(jì)算18-19
• 2.2.4 齒輪應(yīng)力集中19
• 2.2.5 接觸線狀態(tài)對(duì)齒根應(yīng)力的影響19-20
• 2.2.6 接觸線的狀態(tài)對(duì)載荷分配的影響20
• 2.2.7 材料的齒面強(qiáng)度20
• 2.2.8 齒輪基本參數(shù)20-21
• 2.3 齒輪嚙合的基本原理21-22
• 2.3.1 漸開(kāi)線齒廓及嚙合特性21-22
• 2.4 圓柱齒輪的設(shè)計(jì)22-25
• 2.4.1 齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)輸入22-24
• 2.4.2 齒輪基本參數(shù)24-25
• 2.4.3 接觸強(qiáng)度、應(yīng)力強(qiáng)度校核結(jié)果25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 插齒機(jī)工作原理與插齒刀建模26-42
• 3.1 插齒機(jī)工作原理26-29
• 3.1.1 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)28-29
• 3.2 插齒刀切削基本原理29-30
• 3.3 插齒刀類(lèi)型及應(yīng)用30-31
• 3.4 直齒插齒刀的數(shù)學(xué)模型研究31-37
• 3.4.1 插齒刀漸開(kāi)線一般方程31-32
• 3.4.2 插齒刀漸開(kāi)線上點(diǎn)坐標(biāo)32-33
• 3.4.3 直齒插齒刀的前角、后角和齒形角修正33-35
• 3.4.4 插齒刀的側(cè)刃后角35
• 3.4.5 直齒插齒刀檢查截面和原始截面中的參數(shù)35-37
• 3.5 ANSYS模型簡(jiǎn)化37-41
• 3.5.1 幾何模型38
• 3.5.2 材料屬性38-39
• 3.5.3 網(wǎng)格模型39-41
• 3.5.4 接觸關(guān)系41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 4 不同進(jìn)給量的插齒刀對(duì)圓柱齒輪的切削仿真42-51
• 4.1 模型建立42-50
• 4.1.1 幾何模型42
• 4.1.2 網(wǎng)格模型與接觸42-43
• 4.1.3 插齒刀進(jìn)給量為2mm/min時(shí)的加工仿真43-45
• 4.1.4 插齒刀進(jìn)給量為3mm/min時(shí)的加工仿真45-48
• 4.1.5 插齒刀進(jìn)給量為4mm/min時(shí)的加工仿真48-50
• 4.1.6 各方案結(jié)果對(duì)比50
• 4.2 本章小結(jié)50-51
• 5 插齒刀不同切削速度對(duì)齒根切削的應(yīng)力研究51-62
• 5.1 邊界條件與分析設(shè)置51
• 5.1.1 初始條件51
• 5.1.2 載荷和約束51
• 5.1.3 分析設(shè)置51
• 5.2 插齒刀不同切屑速度分析結(jié)果對(duì)比51-61
• 5.2.1 插齒刀切削速度為10m/min的加工仿真51-53
• 5.2.2 插齒刀切削速度為12m/min的加工仿真53-55
• 5.2.3 插齒刀切削速度為16m/min的加工仿真55-57
• 5.2.4 插齒刀切削速度為20m/min的加工仿真57-59
• 5.2.5 插齒刀切削速度為25m/min的加工仿真59-60
• 5.2.6 五種不同切削速度的結(jié)果對(duì)比60-61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：557427