螺旋錐齒輪數(shù)控磨削界面力熱耦合的數(shù)字化建模與分析.pdf

1、螺旋錐齒輪是汽車、工程機(jī)械、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵零件，其空間形狀復(fù)雜。隨著數(shù)控技術(shù)的快速發(fā)展和普遍應(yīng)用，數(shù)控磨削為螺旋錐齒輪的精密化和自動化加工提供了途徑。但螺旋錐齒輪的數(shù)控磨削質(zhì)量一直是加工中難以解決的問題，目前其關(guān)鍵技術(shù)一直被國外少數(shù)幾家公司所壟斷，國內(nèi)開展這方面的研究尚處于起步階段。為此，本文展開螺旋錐齒輪數(shù)控磨削界面力熱耦合的數(shù)字化建模與分析,主要研究內(nèi)容如下。
　　螺旋錐齒輪數(shù)控磨削原理及磨削界面參數(shù)數(shù)學(xué)模型的研究。

2、根據(jù)螺旋錐齒輪六軸五聯(lián)動數(shù)控磨削和Gleason接觸原理，建立了磨削基本參數(shù)數(shù)學(xué)模型；從磨削力的物理意義，得到了磨削力計(jì)算公式。應(yīng)用單磨粒熱模型得出了熱量分配比，采用矩形分布熱源計(jì)算了磨削熱流量。
　　螺旋錐齒輪磨削界面數(shù)字化建模。通過Pro/E構(gòu)建了螺旋錐齒輪實(shí)體模型，導(dǎo)入到ANSYS軟件中，運(yùn)用熱傳導(dǎo)理論，得到了磨削溫度場的基本方程，通過有限元表示，采用20節(jié)點(diǎn)6面體Solid95單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立螺旋錐齒輪的有限元3D單

3、齒模型；根據(jù)Von Mises屈服準(zhǔn)則、Mises流動準(zhǔn)則和MISO模型建立了齒輪材料關(guān)系模型，運(yùn)用熱彈塑性理論和Prandtl-Reuss方法，建立了磨削界面應(yīng)力應(yīng)變場本構(gòu)關(guān)系。
　　螺旋錐齒輪磨削力熱耦合有限元模擬與實(shí)驗(yàn)分析。采用有限元分析方法及其關(guān)鍵技術(shù)，對磨削溫度場進(jìn)行了有限元模擬；運(yùn)用磨削界面力熱耦合方法，仿真分析了螺旋錐齒輪磨削的應(yīng)力與應(yīng)變場，并對磨削界面磨削力與溫度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，這為螺旋錐齒輪數(shù)字化制造的磨削質(zhì)量控