本文關(guān)鍵詞：齒輪齒面超聲滾壓強(qiáng)化技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著高速列車和航空、國防領(lǐng)域的快速發(fā)展,齒輪傳動的應(yīng)用日益廣泛,同時對于高速、重載條件下齒輪傳動的穩(wěn)定性和傳動性能也提出了更高的要求。如何提高齒輪的強(qiáng)度和表面質(zhì)量,成為齒輪傳動領(lǐng)域發(fā)展研究的重要方向。齒輪的強(qiáng)度和表面質(zhì)量直接影響著整個傳動系統(tǒng)的質(zhì)量和壽命。因此研究高質(zhì)量、低成本的齒輪表面強(qiáng)化方法具有重要的現(xiàn)實意義。 本文詳細(xì)介紹了齒輪齒面強(qiáng)化技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,對各類強(qiáng)化方法的優(yōu)缺點進(jìn)行了總結(jié)和對比。結(jié)合超聲滾壓強(qiáng)化技術(shù)和漸開線展成原理,搭建了一套可用于漸開線直齒圓柱齒輪的齒面超聲滾壓強(qiáng)化裝置,實現(xiàn)了齒輪不規(guī)則表面的強(qiáng)化加工。具體的研究工作有： (1)結(jié)合超聲滾壓強(qiáng)化技術(shù)的加工原理,確定齒輪齒面超聲滾壓強(qiáng)化裝置的總體方案。針對被強(qiáng)化齒輪的軸向進(jìn)給運(yùn)動,運(yùn)用Ⅰnventor軟件完成齒向進(jìn)給裝置的設(shè)計。 (2)完成超聲工具頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先運(yùn)用Pro/E完成超聲工具頭的虛擬結(jié)構(gòu)設(shè)計,其次應(yīng)用有限元分析法,以超聲系統(tǒng)沿縱向振動頻率與超聲波發(fā)生器外激頻率保持一致為優(yōu)化目標(biāo),對超聲工具頭的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。最后完成新設(shè)計工具頭的加工組裝。實驗測量結(jié)果表明通過有限元分析計算所得的超聲工具頭能滿足共振要求,即其諧振頻率模擬值與實驗測量值基本一致。 (3)完成超聲變幅桿的選型和節(jié)點分析,對裝置安裝時的位置偏差進(jìn)行誤差分析。以面積系數(shù)N相等時放大系數(shù)最大為原則,選取階梯形超聲變幅桿,通過模擬分析確定變幅桿的位移節(jié)點；并利用Matlab軟件對裝置安裝誤差所產(chǎn)生的工具頭軌跡與標(biāo)準(zhǔn)漸開線的偏移進(jìn)行分析。 (4)完成超聲強(qiáng)化實驗驗證,分析總結(jié)實驗結(jié)果。分別對不同齒面實施不同的實驗方案,綜合分析靜壓力和重復(fù)加工次數(shù)對齒輪齒廓偏差、齒面粗糙度和齒面殘余應(yīng)力分布情況的影響。 經(jīng)過超聲滾壓強(qiáng)化處理后,被強(qiáng)化齒輪的齒面粗糙度有明顯改善,但粗糙度值減小到一定范圍內(nèi)后趨于穩(wěn)定；齒面殘余應(yīng)力表現(xiàn)為殘余壓應(yīng)力,并隨著靜壓力的增大和重復(fù)加工次數(shù)的增多而變大；對于齒廓偏差,超聲強(qiáng)化的修正作用較小。
【關(guān)鍵詞】：超聲滾壓 齒面強(qiáng)化 優(yōu)化設(shè)計 齒廓偏差 齒面粗糙度 殘余應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH132.41;TG61
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 選題背景9
• 1.2 齒輪強(qiáng)化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 表面滲氮和滲碳技術(shù)9-10
• 1.2.2 噴丸強(qiáng)化技術(shù)10-13
• 1.2.3 熱噴涂技術(shù)13-14
• 1.2.4 激光淬火技術(shù)14-16
• 1.3 超聲技術(shù)在表面強(qiáng)化領(lǐng)域的應(yīng)用16-20
• 1.3.1 超聲噴丸強(qiáng)化技術(shù)16-17
• 1.3.2 超聲深滾技術(shù)17-19
• 1.3.3 超聲深滾技術(shù)在齒輪強(qiáng)化領(lǐng)域的應(yīng)用19-20
• 1.4 本文的研究意義與主要內(nèi)容20-21
• 2 漸開線齒輪齒面超聲滾壓強(qiáng)化技術(shù)的實驗裝置及原理21-31
• 2.1 超聲滾壓強(qiáng)化技術(shù)的加工原理21
• 2.2 強(qiáng)化裝置的方案設(shè)計21-22
• 2.3 齒輪齒面超聲強(qiáng)化裝置22-30
• 2.3.1 超聲波模塊23-26
• 2.3.2 齒輪心軸模塊26-29
• 2.3.3 超聲強(qiáng)化過程的實現(xiàn)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 超聲強(qiáng)化系統(tǒng)中重要組件的設(shè)計及裝置誤差分析31-46
• 3.1 超聲變幅桿的類型和所用材料的選擇31-35
• 3.1.1 變幅桿類型的選擇31-33
• 3.1.2 變幅桿的模態(tài)分析33-35
• 3.1.3 變幅桿材料的選擇35
• 3.2 超聲工具頭的設(shè)計35-43
• 3.2.1 超聲工具頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計36-37
• 3.2.2 模態(tài)分析37-39
• 3.2.3 尺寸優(yōu)化39-43
• 3.3 安裝位置的偏差對加工軌跡的影響43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 齒輪齒面超聲滾壓強(qiáng)化實驗與結(jié)果分析46-60
• 4.1 實驗方法46-50
• 4.1.1 實驗步驟46-48
• 4.1.2 工藝參數(shù)48-50
• 4.2 項目檢測50-54
• 4.2.1 齒廓偏差的檢測50-52
• 4.2.2 齒面粗糙度的檢測52-53
• 4.2.3 齒面殘余應(yīng)力的檢測53-54
• 4.3 檢測結(jié)果分析54-59
• 4.3.1 超聲強(qiáng)化對齒廓偏差的影響54-56
• 4.3.2 超聲強(qiáng)化對齒面粗糙度的影響56-57
• 4.3.3 超聲強(qiáng)化對齒面殘余應(yīng)力的影響57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 5 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 全文總結(jié)60-61
• 5.2 工作展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66-67

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：442740