Effetto della curva di transizione sulla resistenza alla flessione dell'ingranaggio

  Astratto.La curva di transizione è molto importante per la resistenza alla flessione e la durata degli ingranaggi. Al fine di migliorare la resistenza alla flessione degli ingranaggi, è stata analizzata la forma di tre tipi di curva di transizione (punta di taglio del raccordo ordinario, punta dell'arco circolare a singolo cerchio e punta dell'arco a doppio cerchio), il rapporto tra i parametri della punta dell'arco rotante a doppio cerchio era stabilito, il modello di relazione della parte sensibile dell'ingranaggio e il fattore di concentrazione dello stress (J e γ) è stato determinato, l'effetto di diverse curve di transizione dell'ingranaggio sulla resistenza alla flessione (Jmin) è stato esplorato. I risultati dell'analisi mostrano che la resistenza alla flessione dell'ingranaggio tagliato dalla punta dell'arco di taglio a doppio cerchio aumenta del 10% rispetto a quella del taglio dell'ingranaggio con la punta normale del cutter. Fornisce le basi teoriche per la progettazione di ingranaggi ad alta resistenza alla flessione.

  introduzione

  Migliorare la resistenza alla flessione degli ingranaggi è un obiettivo importante della progettazione degli ingranaggi. La selezione della curva di transizione è la chiave per migliorare la resistenza alla flessione degli attrezzi. La curva di transizione dell'ingranaggio è la più suscettibile al guasto alla flessione [1] perché nella curva di transizione ci sono la mutazione fisica e la concentrazione dello stress. Jize Wu, ecc. [2] hanno studiato le curve di transizione formate dalle frese con la punta comune del cutter di raccordo e la punta di taglio ad arco a cerchio singolo e la curva di transizione dell'arco a cerchio singolo. Ma i rapporti di ricerca sulla curva di transizione formata dalla fresa con punta a doppio arco non sono stati trovati. In questo documento vengono studiate rispettivamente le curve di transizione formate da tre taglienti con diversa punta di taglio e viene analizzata la distribuzione della forza di flessione sulla curva di transizione e viene selezionata la migliore curva di transizione. I risultati sono molto significativi per la progettazione di ingranaggi ad alta resistenza alla flessione.

  Transition Curve of Gear

  La curva di transizione viene tagliata dalla punta della taglierina del cutter. La forma della curva di transizione dipende direttamente dai metodi di lavorazione e dalla forma della punta della fresa.

  Il riferimento [3] elencava sette forme della taglierina. Qui, tre di loro saranno analizzati.

  La forma della prima punta della taglierina è un filetto ordinario. Come mostrato nella figura 1 (a), l'arco della punta della fresa è tangente alla linea del profilo e alla linea della punta della fresa. La relazione dei suoi parametri è come in riferimento [2].

  La forma della seconda punta è l'arco a un solo cerchio. Come mostrato in Fig. 1 (b), il centro dell'arco si trova sulla linea centrale del dente. L'arco della punta della fresa è tangente alla linea del profilo del dente. La relazione dei suoi parametri è come in riferimento [2].

Fig. 1 Forma di tre tipi di punta della fresa

  La forma della terza punta è un arco a doppio cerchio. Come mostrato nella figura 1 (c), l'arco di grande raggio della punta della fresa è tangente alla linea del profilo del dente ed è anche tangente all'arco del raggio piccolo il cui centro si trova sulla linea centrale del dente. La relazione dei suoi parametri è la seguente:

Where

a1 - distanza dal centro Cr1 del grande arco fino alla linea mediana;

b1 - distanza dal centro Cr1 dell'arco di grande raggio alla linea centrale di cogging;

- raggio dell'arco grande;

- distanza dal centro Cr2del raggio piccolo arco alla linea mediana;

b2 - distanza dal centro Cr2 del raggio piccolo alla linea centrale di cogging;

rr2 - raggio dell'arco piccolo;

un2 - angolo di pressione sul punto di tangenza tra arco del cerchio grande e arco del cerchio piccolo.

  Altri parametri sono come in riferimento [2].

  C'è un'equazione della curva di transizione in riferimento [2]. Metti i parametri di tre tipi di

taglienti nell'equazione rispettivamente e quindi si ottengono le coordinate di diversi punti sulla curva di transizione.

  Analisi dello stress radicolare del dente

  Il calcolo dello sforzo di flessione della radice del dente basato sul metodo della sezione tratteggiata [2] è il seguente:

Where

F - la forza sulla larghezza del dente dell'unità;

Fattore J --geometrico.

  Il fattore geometrico riflette le proprietà differenziali dei punti sulla curva di transizione e la relazione tra altri parametri e stress [2]. J è la funzione punto sulla curva se altro

i parametri di marcia sono fissi.J=J(g, rr). J su diversi punti sulla curva di transizione sarà ottenuto utilizzando l'operazione analitica all'equazione della curva di transizione.

  Si può vedere sapere da sopra: il più piccolo J, il più grande della radice del dente è. Il punto che ha il minimo J è il punto che ha la massima sollecitazione di flessione dei punti sulla curva di transizione. La ricerca sugli effetti che la diversa curva di transizione su J è uguale alla ricerca sugli effetti che hanno differenti curve di transizione sulla resistenza alla flessione [4].

  Valutazione sulla resistenza alla flessione della radice del dente

  Resistenza alla flessione di tre tipi di curva di transizione.I parametri degli ingranaggi che verranno elaborati sono ipotizzati come: Z1 = 30, Z2 = 30, m = 1,un=20°, f = 1.L'effetto che i parametri di

Ogni tipo di punta della fresa su J dovrebbe essere analizzato. Si può ottenere una serie di J sulla curva di transizione formata da ciascuna punta della fresa.

  La prima taglierina: sarà una taglierina standard se c = 0,25, rr =0,38. Possiamo ottenere Jmin sulla curva di transizione:

Jmin = 0,2857, in questo momento,g = 23.3°.

  Il secondo cutter: rr =0,4485, c = 0,2951 può essere dedotto utilizzando i parametri originali dell'ingranaggio. Possiamo ottenere Jmin sulla curva di transizione: Jmin = 0.2913, in questo momento,g = 22°.

  La terza fresa: la sua forma è leggermente più complessa. È una curva composita di grande arco circolare e piccolo arco circolare. Dovremmo analizzare la resistenza alla flessione della curva di transizione formata da grande

arco circolare nell'intervalloun aun² e analizzare la resistenza alla flessione della curva di transizione formata da un piccolo arco circolare nell'intervalloun²a 90².

  Come mostrato in Fig. 1 (c), rr1 e rr2 sono due variabili indipendenti. La curva della punta della fresa sarà un arco a cerchio singolo se rr1  = 0.4485. Pertanto, ci deve essere rr2& Gt; 0,4485.

  Il punto di tangenza tra l'arco del cerchio grande e l'arco del cerchio piccolo coinciderà con il punto di tangenza tra l'arco del cerchio grande e la linea del profilo. La curva della punta della taglierina è ancora l'arco a cerchio singolo in questo momento. Pertanto, ci deve essere 0 < rr2  & Lt; 0,4485.

  Il valore diun2 e c sarà determinato se il valore di rr1 e rr2 sono determinati. Quindi possiamo calcolare il valore di J e Jmin. Il trend mutevole di Jmin dovuto a rr1 e rr2 è mostrato in Fig. 2.

Fig. 2 effetti di e rr2su J Fig. 3 effetti digsu J

  Confronto della forza di curvatura della radice dei denti di tre tipi di curva di transizione.La curva di cambiamento che J di tre tipi di curva di transizione cong sono mostrati in Fig. 3.

  Da Fig. 3, questi possono essere trovati:

  (1) La resistenza alla flessione del taglio dell'ingranaggio mediante fresa con punta dell'arco di taglio a cerchio singolo è superiore a quella dell'ingranaggio tagliato con fresa con punta di taglio normale.

  Si noti che: Il raggio di raccordo della fresa con punta del tagliapasta ordinaria aumenta con l'aumentare dello spazio libero c e i centri sono più vicini alla linea centra1 del profilo del dente [5] .Se il centro del raccordo della punta della fresa si sposta sulla linea centra1 del dente profilo, la punta della fresa è un arco completo. A questo punto, si tratta di una punta dell'arco rotante a singolo cerchio. Quindi la punta della fresa è una comune punta della fresa per raccordi solo c < 0.2951. In breve, la resistenza alla flessione dell'ingranaggio tagliata dalla fresa con la punta della fresa ad arco singolo è maggiore della resistenza alla flessione dell'ingranaggio tagliata dalla fresa con la punta della fresa tradizionale.

  (2) Il valore di Jmin sulla curva di transizione formata da una punta dell'arco di taglio a doppio cerchio (rr1 = 1,1, rr2 =0,16) è maggiore del valore di Jmin rispetto alle prime due curve di transizione. La resistenza alla flessione della radice del dente è circa il 10% più alta di quella della prima curva di transizione, ed è circa del 7,9% superiore alla resistenza alla flessione della radice del dente della seconda curva di transizione.

  (3) Sulla terza curva di transizione, vi è un punto corrispondente al punto di tangenza tra l'arco del cerchio grande e l'arco del cerchio piccolo. Il raggio di curvatura cambia in modo discontinuo su questo punto.

  C'è un brusco stress su questo punto. La situazione reale necessita di ulteriori verifiche sperimentali.

  Diverse forme della punta della fresa porteranno a diverse curve di transizione e alla diversa resistenza alla flessione della radice del dente. Porterà diversi effetti alla vita e all'affidabilità degli attrezzi [1]. Nella teoria, la resistenza alla flessione della radice del dente dell'ingranaggio tagliata dalla fresa con la punta della fresa a doppio cerchio è circa del 10% superiore alla resistenza alla flessione della radice del dente dell'ingranaggio tagliata dalla fresa con la punta della fresa tradizionale. Tuttavia, la forma della curva di transizione dipende anche dai metodi di elaborazione nella pratica di produzione.

  La curva di transizione avrà dente di sega a causa del taglio discontinuo nel processo di produzione. Ridurrà la forza del dente. Questi casi devono essere studiati approfonditamente.