• CN:11-2187/TH
  • ISSN:0577-6686

机械工程学报 ›› 2019, Vol. 55 ›› Issue (3): 191-198.doi: 10.3901/JME.2019.03.191

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螺旋伞齿轮磨削表面形貌仿真与试验研究

梁志强1, 黄迪青1, 周天丰1, 李宏伟1,2, 刘心藜2, 王西彬1, 张国振2, 王洪臣2   

  1. 1. 北京理工大学先进加工技术国防重点学科实验室 北京 100081;
    2. 北京北方车辆集团有限公司 北京 100072
  • 收稿日期:2018-02-11 修回日期:2018-08-14 出版日期:2019-02-05 发布日期:2019-02-05
  • 通讯作者: 周天丰(通信作者),男,1981年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为精密与超精密加工、玻璃微细结构成形技术。E-mail:zhoutf@bit.edu.cn
  • 作者简介:梁志强,男,1984年出生,博士,副教授,博士研究生导师。主要研究方向为难加工材料切削磨削、微细切削、微细刀具设计与制造。E-mail:liangzhiqiang@bit.edu.cn;黄迪青,男,1993年出生。主要研究方向为螺旋伞齿轮磨削加工技术。E-mail:huangdiqingbit@outlook.com;王西彬,男,1958年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为先进切削磨削、精密微小型制造、绿色制造、生物加工与成形等。E-mail:cutting0@bit.edu.cn
  • 基金资助:
    基础科研项目(A0920132008,JCKY2016208B006)和国家重点基础研究计划(2015CB059900)资助项目。

Simulation and Experimental Research on Grinding Surface Topography of Spiral Bevel Gear

LIANG Zhiqiang1, HUANG Diqing1, ZHOU Tianfeng1, LI Hongwei1,2, LIU Xinli2, WANG Xibin1, ZHANG Guozhen2, WANG Hongchen2   

  1. 1. Key Laboratory of Fundamental Science for Advanced Machining, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081;
    2. Beijing North Vehicle Group Corporation, Beijing 100072
  • Received:2018-02-11 Revised:2018-08-14 Online:2019-02-05 Published:2019-02-05

摘要: 螺旋伞齿轮广泛应用于重型车辆及军用飞机的传动系统中。磨削作为螺旋伞齿轮加工中的最后一道工序,若磨削表面形貌不符合要求,将导致齿轮耐磨性及抗疲劳强度降低,传动时产生过大的噪声与振动,严重影响重载车辆传动系统的使用寿命与可靠性。为此,通过对螺旋伞齿轮磨削磨粒运动轨迹、砂轮表面形貌特征进行建模和仿真,实现对螺旋伞齿轮磨削表面形貌的预测与分析。针对螺旋伞齿轮设计磨削试验,探究不同磨削工艺参数对齿轮表面形貌的影响。研究结果表明,提高磨削速度与展成速度、增加磨粒粒度皆有利于获得良好的磨削表面形貌,仿真及试验所获得的螺旋伞齿轮磨削表面形貌基本一致,所建模型可有效地分析螺旋伞齿轮磨削表面形貌的产生过程及各加工参数对其影响机理。

关键词: 表面形貌, 仿真, 螺旋伞齿轮, 磨削

Abstract: The spiral bevel gears are widely used in the transmission systems of heavy vehicles and military aircraft. As the last step of gear machining, it would affect the service life and reliability of heavy duty vehicle transmission system if the surface topography fails to meet the requirements. Thus, the prediction and analysis of the grinding surface topography of spiral bevel gears are realized through the modelling and simulation of abrasive particle trajectory and wheel surface topography. The experiment of spiral bevel gear grinding is designed to investigate the influence of different grinding parameters on the surface topography. The results show that the increase of grinding speed, generating speed and grain grit are beneficial to obtain fine surface morphology. The surface morphology of spiral bevel gear obtained by simulation and experiment is basically the same, which shows that the model can effectively analyze the production process of spiral bevel gear grinding surface and the influence mechanism of various grinding parameters.

Key words: grinding, simulation, spiral bevel gear, surface topography

中图分类号: