Auswirkung der Übergangskurve auf die Gangbiegefestigkeit

  Abstrakt.Die Übergangskurve ist für die Biegefestigkeit und Lebensdauer des Zahnrads sehr wichtig. Um die Biegefestigkeit des Zahnrads zu verbessern, wurde die Form von drei Arten von Übergangskurven (gewöhnliche Kehlschneidespitze, Einzelkreisbogenschneidespitze und Doppelkreisbogenschneidespitze) analysiert ermittelt wurde, wurde das Beziehungsmodell des empfindlichen Teils des Zahnrads und der Spannungskonzentrationsfaktor (J und γ) bestimmt, und der Einfluss verschiedener Übergangskurven des Zahnrads auf die Biegefestigkeit (Jmin) wurde untersucht. Die Analyseergebnisse zeigen, dass die Biegefestigkeit eines Zahnrads, das durch eine Doppelkreisbogenschneidespitze geschnitten wird, um 10% zunimmt, verglichen mit derjenigen eines Zahnrads, das durch eine herkömmliche Kehlschneidespitze geschnitten wird. Es bietet theoretische Grundlagen für die Konstruktion von Verzahnungen mit hoher Biegefestigkeit.

Einführung

Die Verbesserung der Biegefestigkeit eines Zahnrads ist ein wichtiges Ziel der Getriebekonstruktion. Die Wahl der Übergangskurve ist der Schlüssel zur Verbesserung der Biegefestigkeit des Zahnrads. Die Übergangskurve des Zahnrads ist am anfälligsten für Biegeversagen [1], da sich in der Übergangskurve physikalische Mutationen und Spannungskonzentrationen befinden. Jize Wu usw. [2] untersuchten Übergangskurven, die von den Fräsern mit gewöhnlicher Kehlspitze und Einzelkreisbogenschneider und Einzelkreisbogenübergangskurve gebildet wurden. Forschungsberichte über eine Übergangskurve, die durch einen Fräser mit einer Doppelkreisbogenschneiderspitze gebildet wurde, wurden jedoch nicht gefunden. In dieser Arbeit werden Übergangskurven untersucht, die von drei Messern mit unterschiedlicher Schneidspitze gebildet werden. Die Verteilung der Biegefestigkeit auf der Übergangskurve wird analysiert und die beste Übergangskurve wird ausgewählt. Die Ergebnisse sind für die Konstruktion eines Zahnrads mit hoher Biegefestigkeit sehr wichtig.

  Übergangskurve des Zahnrads

  Die Übergangskurve wird von der Fräserspitze ausgeschnitten. Die Form der Übergangskurve hängt direkt von den Bearbeitungsverfahren und der Form der Fräserspitze ab.

  Referenz [3] listete sieben Formen des Regalschneiders auf. Hier werden drei von ihnen analysiert.

  Die Form der ersten Fräserspitze ist gewöhnliches Filet. Wie in 1 (a) gezeigt, tangiert der Bogen der Schneidspitze die Linie des Profils und die Linie der Schneidspitze. Die Beziehung ihrer Parameter ist wie in Referenz [2].

  Die Form der zweiten Messerspitze hat einen Kreisbogen. Wie in 1 (b) gezeigt ist, befindet sich die Bogenmitte auf der Mittellinie des Zahns. Der Bogen der Fräserspitze tangiert die Linie des Zahnprofils. Die Beziehung ihrer Parameter ist wie in Referenz [2].

Abb. 1 Form von drei Arten von Messerspitzen

  Die Form der dritten Fräserspitze hat einen Doppelkreisbogen. Wie in Fig. 1 (c) gezeigt, tangiert der Bogen mit großem Radius der Schneidespitze die Linie des Zahnprofils, und er berührt auch den Bogen mit kleinem Radius, dessen Mittelpunkt auf der Mittellinie des Zahns liegt. Die Beziehung seiner Parameter ist wie folgt:

Where

a1 - Entfernung vom Zentrum Cr1 des großen Radiusbogen zur Mittellinie;

b1 - Entfernung von der Mitte Cr1 des Bogens mit großem Radius zur zentralen Zahnlinie;

- Radius des großen Bogens;

- Entfernung vom Zentrum Cr2des kleinen Radiusbogen zur Mittellinie;

b2 - Entfernung von der Mitte Cr2 des kleinen Radiusbogens zur zentralen Zahnlinie;

rr2 - Radius des kleinen Bogens;

ein2 - Druckwinkel am Tangentialpunkt zwischen großem Kreisbogen und kleinem Kreisbogen.

  Andere Parameter sind wie in Referenz [2].

  Es gibt eine Übergangsgleichungskurve in Referenz [2]. Setze die Parameter für drei Arten von

Fräsen in die Gleichung und dann werden Koordinaten verschiedener Punkte auf der Übergangskurve erhalten.

  Analyse der Zahnwurzelbelastung

  Die Berechnung der Zahnwurzel-Biegespannung basiert auf der Methode des Strichlinienabschnitts [2]:

Where

F - die Kraft auf die Zahnbreite der Einheit;

J - Geometriefaktor.

  Der geometrische Faktor spiegelt die unterschiedlichen Eigenschaften von Punkten auf der Übergangskurve und die Beziehung zwischen anderen Parametern und der Spannung wider [2]. J Ist Punktfunktion auf Kurve, wenn andere

Gangparameter sind festgelegt.J=J(G, rr). J über verschiedene Punkte auf der Übergangskurve wird durch analytische Arbeitsweise der Gleichung der Übergangskurve erhalten.

  Es kann von oben gesehen werden: Je kleiner J, desto größer ist die Zahnwurzel. Der Punkt, der das Minimum J aufweist, ist der Punkt, der die maximale Biegespannung der Punkte auf der Übergangskurve aufweist. Die Forschung zu den Effekten der unterschiedlichen Übergangskurve bei J ist gleich der Forschung zu den Effekten der unterschiedlichen Übergangskurve zur Biegefestigkeit [4].

  Bewertung der Biegefestigkeit der Zahnwurzel

Biegefestigkeit von drei Arten von Übergangskurven.Die Parameter der zu verarbeitenden Zahnräder werden wie folgt angenommen: Z1 = 30, Z2 = 30, m = 1,ein=20°, f = 1。Die Wirkung dieser Parameter von

Jede Art von Schneidspitze auf J sollte analysiert werden. Eine Reihe von J um die Übergangskurve, die von jeder Schneidspitze gebildet wird, kann erhalten werden.

  Der erste Schneider: Wenn c = 0,25, r ist, wird er Standard-Rackschneiderr =0,38. Wir können Jmin über die Übergangskurve erhalten:

Jmin = 0,2857 zu diesem Zeitpunktg = 23.3°。

  Der zweite Fräser: rr =0,4485, c = 0,2951 kann unter Verwendung der ursprünglichen Zahnradparameter abgeleitet werden. Wir können Jmin über die Übergangskurve erhalten: Jmin = 0,2913 zu diesem Zeitpunktg = 22°.

  Der dritte Fräser: Seine Form ist etwas komplexer. Es ist eine zusammengesetzte Kurve aus großem Kreisbogen und kleinem Kreisbogen. Wir sollten die Biegefestigkeit der Übergangskurve analysieren, die durch groß gebildet wird

Kreisbogen im Bereichein zuein² , und analysieren Sie die Biegefestigkeit der Übergangskurve, die durch einen kleinen Kreisbogen im Bereich gebildet wirdein²bis 90²。

  Wie in 1 (c) gezeigt, ist rr1 und rr2 sind zwei unabhängige Variablen. Die Fräserspitzenkurve ist einkreisförmig, wenn rr1  = 0,4485. Deshalb muss r seinr2  > 0,4485.

  Der Tangentenpunkt zwischen großem Kreisbogen und kleinem Kreisbogen fällt mit dem Tangentenpunkt zwischen großem Kreisbogen und Profillinie zusammen. Die Fräserspitzenkurve ist zu diesem Zeitpunkt immer noch der Kreisbogen. Daher muss 0 < rr2  < 0,4485

  Der Wert vonein2 und c wird bestimmt, wenn der Wert von rr1 und rr2 bestimmt werden. Dann können wir den Wert von J und Jmin berechnen.Der sich ändernde Trend von Jmin aufgrund von rr1 und rr2 ist in 2 gezeigt.

2 Auswirkungen von und rr2auf J Abb. 3 Auswirkungen vonGauf J

  Vergleich der Zahnwurzelbiegefestigkeit von drei Arten von Übergangskurven.Die Änderungskurve J von drei Arten von ÜbergangskurvenG sind in 3 gezeigt.

  Aus Abb. 3 können diese gefunden werden:

  (1) Die Biegefestigkeit eines Zahnrads, das von einem Fräser mit einer Kreisschneide mit einem Kreis geschnitten wird, ist höher als die eines Zahnrads, der von einem Fräser mit gewöhnlicher Kehlspitze geschnitten wird.

  Es wird darauf hingewiesen, dass: der Rundungsradius des Fräsers mit gewöhnlicher Kehlspitzenspitze mit zunehmendem Abstand c zunimmt und deren Zentren näher an der Zentra1-Linie des Zahnprofils liegen [5] Profil ist die Messerspitze ein kompletter Bogen. Zu diesem Zeitpunkt ist es eine Einzelkreisbogenschneiderspitze. Die Schneidspitze ist also eine normale Kehlspitze. Sie ist nur etwa 0,2951. Die Biegefestigkeit eines Zahnrads, die mit einer Einzelkreisbogenschneidespitze geschnitten wird, ist höher als die Biegefestigkeit eines Zahnrads, das durch eine herkömmliche Kehlspitzenspitze geschnitten wird.

  (2) Der Wert von Jmin über der Übergangskurve, die durch die Doppelkreisbogenschneiderspitze gebildet wird (rr1 = 1,1, rr2 =0,16) ist größer als der Wert von Jmin um die ersten beiden Übergangskurven. Die Zahnwurzelbiegefestigkeit ist etwa 10% höher als die der ersten Übergangskurve und sie ist etwa 7,9% höher als die Zahnwurzelbiegefestigkeit der zweiten Übergangskurve.

  (3) Auf der dritten Übergangskurve gibt es einen Punkt, der dem Tangentenpunkt zwischen großem Kreisbogen und kleinem Kreisbogen entspricht. Der Krümmungsradius ändert sich an diesem Punkt diskontinuierlich.

  Dieser Punkt wird abrupt betont. Die tatsächliche Situation muss noch experimentell überprüft werden.

  Unterschiedliche Formen der Fräserspitze führen zu unterschiedlichen Übergangskurven und unterschiedlicher Biegekraft der Zahnwurzeln. Dies wird unterschiedliche Auswirkungen auf die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Ausrüstung haben [1]. In der Theorie ist die Zahnwurzel-Biegefestigkeit eines Zahnrads, das vom Fräser mit einer Doppelkreisbogenschneiderspitze geschnitten wird, etwa 10% höher als die Zahnwurzel-Biegefestigkeit eines Zahnrads, das vom Fräser mit gewöhnlicher Kehlspitze geschnitten wird. Die Form der Übergangskurve hängt jedoch auch von den Verarbeitungsverfahren in der Produktionspraxis ab.

  Die Übergangskurve hat aufgrund des diskontinuierlichen Schneidens im Herstellungsprozess einen Zahn gesehen. Es wird die Zahnstärke reduzieren. Diese Fälle müssen eingehend untersucht werden.