论文部分内容阅读
渗碳淬火磨齿齿轮传动以其承载能力高、传动效率高、振动小、噪声低、功率及速度适应范围广等优点而成为现代齿轮传动的主要形式。生产实践中,由于工艺、刀具及热处理等因素的影响,在有效工件齿面与齿根过渡曲线附近很容易产生磨削台阶或接刀棱。由于磨削台阶产生的部位特殊,其对轮齿弯曲强度的影响不容忽视。本文针对滚-磨工艺生产的渗碳淬火磨齿圆柱齿轮,研究了磨削台阶形态(几何尺寸及位置)及接刀棱对齿根弯曲强度的影响。主要完成了以下工作:1、根据齿轮啮合原理,推导了用磨前滚刀展成加工的磨前斜齿圆柱齿轮齿廓曲线的数值解;2、基于纯文本数据文件编写的SolidWorks宏文件和MATLAB的混合建模,建立了具有复杂边界的有限元分析轮齿弯曲强度的数学模型,分析了边界范围的合理界定、最不利加载位置的确定等;3、结合生产实际,用有限元法分析了一对渗碳淬火磨齿斜齿圆柱齿轮有各种磨削台阶和接刀棱时的齿根最大弯曲拉应力,与ISO6336的计算结果对比表明,模型正确、边界范围及加载位置选取适当;4、得出了磨削台阶形态即几何尺寸特别是位置对齿根最大弯曲应力影响的结论:在保证有效渐开线足够的基础上,台阶半径越小,齿根弯曲应力最大值越大;台阶半径相同的情况下,磨削台阶越高于30°切线法确定的危险截面,其对齿根弯曲应力最大值的影响越小;接刀棱对弯曲应力影响不大。因此,要使滚-磨工艺生产的齿轮在工作中具有高的弯曲强度,就应在保证齿面有效渐开线工作长度足够的条件下,使磨留量尽量小、台阶圆角半径尽量大、台阶的位置尽量高。研究结果既可为刀具改进、工艺优化提供参考,也可为弯曲强度分析及齿根失效分析提供参考。