本文關(guān)鍵詞：基于產(chǎn)形線法的直齒錐齒輪磨削研究與仿真

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【摘要】：齒輪傳動(dòng)是近現(xiàn)代機(jī)器中最常見的一種機(jī)械傳動(dòng)，具有傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、使用壽命長等特點(diǎn)。錐齒輪相關(guān)技術(shù)經(jīng)過長期發(fā)展，如今已較為成熟，同時(shí)又面臨實(shí)踐挑戰(zhàn)和機(jī)遇。世界各著名齒輪生產(chǎn)公司對(duì)自己的磨齒技術(shù)非常保密，公開介紹磨齒技術(shù)的資料很少見，若想改變我國精密齒輪制造技術(shù)受制于外國的現(xiàn)狀，則需要在齒輪制造的理論與實(shí)踐方面，不斷進(jìn)行自主創(chuàng)新和研究。因此，基于新型產(chǎn)形線切齒法對(duì)錐齒輪磨削加工進(jìn)行研究，，對(duì)于解決當(dāng)前錐齒輪制造方面的問題，提高齒輪加工質(zhì)量，促進(jìn)我國齒輪制造業(yè)的發(fā)展乃至提高我國整體競爭力等，都具有十分重要的意義。 本文根據(jù)產(chǎn)形線切齒法理論，對(duì)磨削直齒錐齒輪的砂輪及配套夾具進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，并對(duì)齒輪磨削過程進(jìn)行仿真，建立了磨削力、磨削溫度與磨削速度和磨削深度之間的數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化了磨削工藝參數(shù)。論文完成的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： （1）理論研究。了解齒輪傳動(dòng)、磨削加工及仿真的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；根據(jù)漸開線齒輪產(chǎn)形線切齒法理論，對(duì)直齒錐齒輪的磨削加工進(jìn)行研究，詳細(xì)闡述漸開線齒形直齒錐齒輪齒面的生成原理及加工過程；對(duì)直齒錐齒輪進(jìn)行參數(shù)計(jì)算并運(yùn)用CAD和CATIA軟件進(jìn)行建模；在CATIA中運(yùn)用“DMU運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)”工具進(jìn)行磨齒加工運(yùn)動(dòng)仿真，驗(yàn)證了齒面生成原理的正確性和采用產(chǎn)形線切齒法進(jìn)行直齒錐齒輪磨削加工的可行性。 （2）完成磨齒砂輪及配套夾具的設(shè)計(jì)和分析。結(jié)合本文齒輪所用材料，參考《齒輪手冊(cè)》《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》等，完成相應(yīng)砂輪的設(shè)計(jì)，主要從砂輪的磨料、硬度、粒度、結(jié)合劑和幾何形狀等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算相關(guān)參數(shù)并建立模型，再運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS，對(duì)砂輪模型進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析；還對(duì)配套的夾具進(jìn)行了設(shè)計(jì)和靜力分析，結(jié)果表明砂輪和夾具結(jié)構(gòu)合理，可用于直齒錐齒輪的實(shí)際加工。 （3）磨削仿真。根據(jù)磨齒工藝，合理選擇影響齒面質(zhì)量的參數(shù)，設(shè)計(jì)仿真試驗(yàn)，運(yùn)用仿真軟件DEFORM-3D對(duì)磨齒過程進(jìn)行模擬，探索磨削參數(shù)對(duì)齒面表面形貌、磨削力、磨削溫度的影響及其變化規(guī)律。 （4）參數(shù)優(yōu)化。運(yùn)用MATLAB對(duì)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除和去噪處理，采用曲線擬合方法建立磨削力與磨削深度、磨削溫度與砂輪速度的數(shù)學(xué)模型，最后對(duì)磨削參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和仿真驗(yàn)證，為實(shí)際磨齒加工提供一定的理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：直齒錐齒輪 砂輪 磨削仿真 參數(shù)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG616
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 論文研究背景和國內(nèi)外現(xiàn)狀11-13
• 1.1.1 論文研究背景11-12
• 1.1.2 錐齒輪技術(shù)國內(nèi)外現(xiàn)狀12-13
• 1.2 磨齒加工、磨齒機(jī)床及仿真13-16
• 1.2.1 磨齒加工方法和磨齒機(jī)床13-15
• 1.2.2 齒輪磨削仿真15-16
• 1.3 論文研究意義及主要內(nèi)容16-19
• 1.3.1 論文研究意義16
• 1.3.2 論文主要內(nèi)容16-19
• 第2章 齒面生成原理和齒輪設(shè)計(jì)19-31
• 2.1 產(chǎn)形線切齒法理論19
• 2.2 球面漸開線直齒錐齒輪齒面的生成原理19-25
• 2.2.1 左齒面的生成原理20-21
• 2.2.2 左齒面的加工過程21-23
• 2.2.3 右齒面的生成原理23-24
• 2.2.4 右齒面的加工過程24-25
• 2.3 齒輪的參數(shù)計(jì)算與建模25-28
• 2.4 磨齒加工運(yùn)動(dòng)仿真28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 磨齒砂輪及夾具的設(shè)計(jì)31-45
• 3.1 砂輪簡介31-32
• 3.2 砂輪磨料的選擇32-36
• 3.3 砂輪形狀的確定36-40
• 3.3.1 砂輪形狀的選擇36
• 3.3.2 砂輪關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算36-39
• 3.3.3 砂輪的建模39-40
• 3.4 工作線速度和磨削液的選擇40-41
• 3.5 夾具的設(shè)計(jì)方案41-43
• 3.6 本章小結(jié)43-45
• 第4章 砂輪及夾具的有限元分析45-55
• 4.1 有限元方法和 ANSYS 軟件簡介45-46
• 4.2 基于 ANSYS 的砂輪有限元分析46-51
• 4.2.1 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)46
• 4.2.2 砂輪的模態(tài)分析46-49
• 4.2.3 諧響應(yīng)分析的理論基礎(chǔ)49-50
• 4.2.4 砂輪的諧響應(yīng)分析50-51
• 4.3 夾具的應(yīng)力分析51-53
• 4.3.1 應(yīng)力分析的理論基礎(chǔ)51-52
• 4.3.2 夾具的應(yīng)力分析52-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第5章 基于 DEFORM-3D 的磨齒仿真和參數(shù)優(yōu)化55-73
• 5.1 DEFORM-3D 軟件簡介55-56
• 5.2 磨削參數(shù)選擇和仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)56-61
• 5.2.1 磨削參數(shù)選擇56
• 5.2.2 仿真試驗(yàn)設(shè)計(jì)56-57
• 5.2.3 磨削仿真試驗(yàn)57-61
• 5.3 仿真結(jié)果分析和磨削參數(shù)優(yōu)化61-71
• 5.3.1 磨削表面形貌61-63
• 5.3.2 磨削力分析和處理63-66
• 5.3.3 磨削溫度分析和處理66-69
• 5.3.4 磨削參數(shù)優(yōu)化69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第6章 結(jié)論與展望73-75
• 6.1 結(jié)論73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 附錄 1 小波去噪處理程序81-83
• 作者簡介及科研成果83-85
• 作者簡介83
• 科研成果83-85
• 致謝85

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：764667