超聲珩齒非諧單元變幅器的設(shè)計(jì)理論研究.pdf

1、珩齒作為齒輪精加工的一種方法，直接關(guān)系到齒輪的齒面質(zhì)量和嚙合情況，但是，珩齒加工的低效率、容易堵塞珩磨輪等缺點(diǎn)制約了其進(jìn)一步發(fā)展。把超聲波引進(jìn)到珩齒里形成超聲珩齒，很好的解決了傳統(tǒng)珩齒工藝的不足。
　　 振動(dòng)系統(tǒng)是超聲珩齒非常重要的部分，其中，被加工齒輪通過(guò)螺紋連接安裝在變幅桿的末端，由于被加工齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸是確定的，所以對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)際上轉(zhuǎn)化成對(duì)變幅桿結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。目前大多數(shù)的設(shè)計(jì)是分別設(shè)計(jì)變幅桿或者工具使其諧振于某一頻率，

2、即全諧振法。如果被加工齒輪的固有頻率在超聲波發(fā)生器頻率范圍外，這種方法就不太好。此時(shí)，只需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的變幅桿與被加工齒輪匹配，使他們的諧振頻率在超聲波發(fā)生器的頻率范圍內(nèi)，并能很好的諧振，這就需要一種變幅器非諧單元的設(shè)計(jì)方法，從而使變幅器從全諧振擴(kuò)展到了非諧振。
　　 本文在查閱和綜述了國(guó)內(nèi)外有關(guān)超聲波發(fā)展的歷史和振動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，探討了超聲振動(dòng)輔助珩齒裝置的組成，并建立了超珩齒振動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
　　 根據(jù)單一變截

3、面變幅桿縱向振動(dòng)位移方程得到階梯形、指數(shù)形和圓錐形三種變幅桿的位移分布方程，通過(guò)這些方程和盤(pán)的彎曲振動(dòng)位移分布方程以及邊界條件、耦合條件等推導(dǎo)出了變幅器的頻率方程，通過(guò)Matlab求解，設(shè)計(jì)出非諧單元即變幅桿的結(jié)構(gòu)尺寸。
　　 根據(jù)變幅器非諧單元的設(shè)計(jì)方法，分別設(shè)計(jì)了階梯形、指數(shù)形和圓錐形三種變幅器。
　　 對(duì)變幅桿材料的選取原則以及有限元和模態(tài)分析的原理作了相應(yīng)的闡述，為模態(tài)分析打下相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。對(duì)三種變幅器分別進(jìn)行