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- 航空螺旋锥齿轮低应力加工技术研究
- 作者： 吴林峰 来源： 北京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 螺旋锥齿轮 加工仿真 数据库 应力分析 实验验证
- 描述： 螺旋锥齿轮由于具有重合度大、承载能力高、传动效率高、传动平稳、噪声小等诸多优点，因而被广泛应用于航空、航天、交通、机械和仪表制造等行业。随着计算机技术和数字控制技术的发展，为高精、高效和柔性化的齿轮加工开辟了新的途径。与此同时，随着高精度电子测量技术的飞速发展，螺旋锥齿轮的齿面加工优化技术也迅速发展，提高了螺旋锥齿轮的加工精度。随着我国航空工业等迅猛发展，高速重载、长寿命、高可靠性一直是齿轮传动的发展目标。由于先进加工技术的发展，有限元软件的升级以及应力检测技术的日渐成熟为航空螺旋锥齿轮低应力加工技术的研究提供了保证。在这样的背景下，展开了对航空螺旋锥齿轮低应力加工技术的研究。本文的主要研究内容和成果如下所述： 本文首先从螺旋锥齿轮传统加工手段出发，深入研究了螺旋锥齿轮的啮合原理与传统切齿方法，分析和推导了螺旋锥齿轮的齿面方程和单位法矢方程，为螺旋锥齿轮有限元加工仿真分析和加工实验的研究打下了基础。 其次，根据螺旋锥齿轮传统加工原理，建立了加工坐标系，获得了刀具相对于工件的位置和姿态，推导出了空间位置坐标变换矩阵，从而得到刀位轨迹。结合螺旋锥齿轮的加工工艺，运用有限元方法对铣削以及磨削加工过程分别进行有限元仿真，对加工残余应力进行提取和整合。 再次，分别建立螺旋锥齿轮铣削与磨削加工残余应力数据库，对仿真加工残余应力进行统一存储和管理，便于对仿真加工工艺参数对残余应力的影响规律进行对比分析，从而进行优化设计。 最后，进行磨削加工实验验证以及应力检测，对影响齿轮加工过程中不同的工艺参数对残余应力的影响方式进行对比分析，提出了通过改善螺旋锥齿轮加工工艺而优化齿面应力性质、大小和分布的新方法。