齿轮轴向滚轧成形建模与轮齿完整性研究

摘要：

齿轮滚轧成形的轮齿完整性对轧轮齿根应力和寿命有着重要影响.为了揭示齿轮轴向滚轧成形齿高的增长规律,便于设计轧轮以及提高轧轮寿命,依据平面啮合理论及轴向滚轧工艺特点,推导出成形件的齿廓方程式;基于坐标变换法及齿轮轴向滚轧渐进成形特征,求得任意时刻轧轮半齿在齿坯截面上的包络面积;根据体积守恒,建立任意时刻齿轮轴向滚轧成形件的齿高估算模型,并据此得到轧轮精整段齿全高计算方程式.以模数为1.75 mm,压力角为20°,齿数为46的直齿轮滚轧为例,利用有限元和滚轧试验对所提出的模型与轮齿完整性进行分析.结果表明:齿高估算模型的理论值与试验值最大相对误差为4.97％;由齿全高计算模型设计的轧轮能保证轮齿完整性,避免成形齿顶出现“完全光顶”现象,防止兔耳缺陷埋入齿项,影响成形齿的性能;同时,降低轧轮齿根应力32.89％.本研究为解决轧轮齿全高精确计算提供了理论基础.

关键词：齿轮滚轧成形、啮合理论、齿高估算模型、轧轮齿全高、验证分析

所属期刊栏目：54

分类号：TG335(金属压力加工)

资助基金：国家自然科学基金51775062;机械传动国家重点实验室特色研究SKLMT-ZZKT-2015T01

在线出版日期：2018-06-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：133-145