基于离散元法的弧齿锥齿轮滚磨光整工艺仿真及实验验证
Simulation and Experimental Verification of Barrel Finishing of Spiral Bevel Gears Based on the DEM
- 机械传动 2022年46卷第11期 页码：122-126
- 作者机构：
1.中原工学院 机电学院， 河南 郑州 450007
2.郑州机械研究所有限公司， 河南 郑州 450052
3.火箭军装备部驻长治地区军事代表室， 山西 长治 046012
- 作者简介：
杨树峰（1986— ），男，山西晋中人，硕士，实验师；研究方向为齿轮传动技术。
- 基金信息：国家自然科学基金(52075561)
DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2022.11.019
中图分类号：
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杨树峰,高杨,王峰等.基于离散元法的弧齿锥齿轮滚磨光整工艺仿真及实验验证[J].机械传动,2022,46(11):122-126.
Yang Shufeng,Gao Yang,Wang Feng,et al.Simulation and Experimental Verification of Barrel Finishing of Spiral Bevel Gears Based on the DEM[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(11):122-126.
杨树峰,高杨,王峰等.基于离散元法的弧齿锥齿轮滚磨光整工艺仿真及实验验证[J].机械传动,2022,46(11):122-126. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.11.019.
Yang Shufeng,Gao Yang,Wang Feng,et al.Simulation and Experimental Verification of Barrel Finishing of Spiral Bevel Gears Based on the DEM[J].Journal of Mechanical Transmission,2022,46(11):122-126. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2022.11.019.
摘要
弧齿锥齿轮齿面形状为空间曲面，齿面粗糙度的变化可对其啮合性能产生显著的影响，直接影响系统的振动、承载等性能。采用平行主轴式滚磨光整工艺对某航空弧齿锥齿轮的齿面粗糙度开展了理论仿真及实验研究。建立工艺运动的数学模型，推导出磨料与齿面间切削速度的公式，分析了影响结果的主要因素；借助EDEM软件的Hertz-Mindlin with archard wear模型，仿真了齿面磨损情况；采用该工艺对盘式弧齿锥齿面的表面质量进行了实验研究。结果表明，采用该工艺可使齿面毛刺消除，边角倒圆，齿面粗糙度,,http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37400195&type=,http://html.publish.founderss.cn/rc-pub/api/common/picture?pictureId=37400192&type=,3.47133350,3.72533321,从0.8 μm降至0.4 μm左右，齿面形貌趋于各向同性，为后期研究齿轮接触性能和工业应用奠定了基础。
Abstract
The tooth surface of spiral bevel gears is a spatial curved surface, and the change of tooth surface roughness can have a significant impact on its meshing performance, directly affecting the vibration, bearing and other performance of the system. A theoretical simulation and an experimental research of an aviation spiral bevel gear is carried out using the parallel spindle type barrel finishing process, a mathematical model of the process motion is established, the formula of cutting speed between abrasive and tooth surface is deduced, and the main factors affecting the result are analyzed; with the help of the Hertz-Mindlin with archard wear model of the EDEM software, the tooth surface wear is simulated; through this process, the surface quality of the disc spiral bevel gear surface is experimentally studied. The results show that using this process, the burr of the gear surface can be eliminated, the corner is rounded, the ,R,a, of gear surface is reduced from 0.8 μm to about 0.4 μm, and the tooth surface morphology tends to be isotropic, which lays a foundation for further research of gear contact performance and industrial application.
关键词
弧齿锥齿轮离散元法滚磨光整工艺切削速度表面质量
Keywords
Spiral bevel gearDEMBarrel finishingCutting speedSurface quality
references
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