论文部分内容阅读
齿轮副是一种典型的摩擦副类零件,在工作过程中两轮齿表面存在滑动摩擦,且滑动的大小和方向都在不断变化。因此,齿轮的表面质量,尤其是轮齿的齿廓表面质量对齿轮的使用性能与使用寿命都有很大的影响。滚磨光整加工具有零件表面全方位加工,表面完整性特征参数综合改善,加工成本低,加工效率高等特点。本文立足于研究开发适用于大模数齿轮的滚磨光整加工新工艺,通过提高齿轮的表面质量,改善齿轮的表面完整性,进而达到提高齿轮的使用性能等目的。针对课题组提出的用以齿轮光整加工的“垂直交叉主轴式齿轮滚磨光整加工方法”,主要对齿轮的齿面加工均匀性,加工后的表面完整性以及加工后的使用性能等方面的内容进行了深入系统地研究。 本研究主要内容包括:⑴在查阅大量相关文献资料的前提下,列举了影响齿轮使用性能的主要因素,介绍了目前国内外普遍使用的各种齿轮光整加工方法,分析对比了现有的齿轮滚磨光整加工工艺的特点及其适用范围,明确了本文所要研究的核心内容,研究方法等。⑵使用EDEM软件模拟加工过程,得出了齿轮偏角和滚筒转速对加工作用力的大小以及颗粒的流动速度有较大影响,进而分析其可能对齿轮齿面加工均匀性和加工质量有重大影响。同时使用统计学软件JMP,选用中心复合实验设计法进行了实验方案的设计编排。通过实验验证,发现采用本文所研究的齿轮滚磨光整加工方法与磨齿比较,当以轮齿表面粗糙度值为衡量指标时,滚磨加工后的齿顶与齿根粗糙度值的标准差均小于磨齿,故认为该种加工方法加工均匀,且在磨齿的基础上,轮齿表面粗糙度如值能从0.7μm左右降至0.2μm左右。该工艺所涉及的齿轮偏角,滚筒转速,加工时间等主要加工参数对齿面加工质量有明显的影响。⑶对加工前后齿轮的表面完整性(针对影响齿轮使用性能的主要参数,包括齿面粗糙度及微观形貌,轮齿表面层显微硬度,近表层金相组织,齿根残余应力状态等)作了进一步地研究。结果表明,滚磨光整加工对改善齿轮表面完整性具有十分显著的效果。参考综合模糊评价方法,建立了加工参数对轮齿表面完整性的模糊评价,得到的结论是滚筒转速对齿轮表面完整性的影响最大。⑷通过对滚磨光整加工前后的齿轮进行髙周疲劳试验和摩擦磨损试验,结果显示,经过滚磨光整加工后齿轮的抗弯疲劳强度和耐磨损性都获得不同程度的提高,说明采用滚磨光整加工方法有助于提高齿轮的使用性能。