基于力熱耦合的螺旋錐齒輪磨削殘余應(yīng)力研究.pdf

1、螺旋錐齒輪具有穩(wěn)定性好、可靠性高、承載能力強、耐磨性好、噪音低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國防軍事工業(yè)、航空航天、石油化工、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域，其加工質(zhì)量要求嚴格，精密加工方法廣泛采用數(shù)控磨削。本課題基于力熱耦合進行螺旋錐齒輪磨削磨削殘余應(yīng)力研究，主要內(nèi)容如下。
　　螺旋錐齒輪數(shù)控磨削方法、機理及磨削特征參量數(shù)學(xué)模型的研究。根據(jù)Gleason接觸原理，建立了磨削基本參數(shù)數(shù)學(xué)模型；采用Guo的單磨粒熱模型得到了熱量分配比，應(yīng)用矩形分布熱源得出了磨

2、削熱流量，通過磨削機理分析，建立了磨削力計算公式。
　　螺旋錐齒輪磨削力熱耦合有限元仿真與實驗分析。運用數(shù)值有限元方法創(chuàng)建了螺旋錐齒輪3D單齒模型。應(yīng)用熱傳導(dǎo)理論、熱彈塑性理論，對螺旋錐齒輪磨削溫度場進行了力熱耦合的有限元仿真以及實驗驗證。在溫度場的基礎(chǔ)上分析了螺旋錐齒輪磨削應(yīng)力場并進行了實驗驗證。
　　螺旋錐齒輪磨削殘余應(yīng)力的研究?；诹狁詈线M行磨削殘余應(yīng)力有限元模擬仿真，得到了磨削殘余應(yīng)力隨磨削用量、冷卻條件等參數(shù)變化

3、的規(guī)律。通過實驗對比研究，所得螺旋錐齒輪磨削表面殘余應(yīng)力預(yù)測值與實測數(shù)據(jù)最大誤差僅有18.6％，驗證該模型及有限元方法的準確性。
　　螺旋錐齒輪磨削殘余應(yīng)力對齒面的影響研究。通過對齒面變形及齒面誤差的影響分析，得出磨削弧中心處的變形最大；采用金相顯微鏡以及全自動顯微硬度計對磨削齒面進行了試驗研究，得出螺旋錐齒輪磨削裂紋的形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)，并獲得了磨削正常齒和裂紋齒的顯微硬度隨著滲碳層深度的不同所形成的變化曲線。提出磨削殘余應(yīng)力的消除