超聲珩齒非諧振設計變幅器參數(shù)化建模有限元分析碩士論文VIP

1、超聲珩齒振動系統(tǒng)的理論設計與仿真分析機械制造及其自動化， 2011， 碩士【摘要】 超聲珩齒技術是一種新的齒輪精加工方法,它將超聲振動切削引入到傳統(tǒng)珩齒加工,形成超聲珩齒復合加工,用這種方法加工出的齒輪精度高、表面粗糙度低、承載能力強,能夠滿足現(xiàn)代機械對高精密齒輪各方面的使用要求。實踐表明,超聲珩齒珩磨效率高、珩輪壽命長,既可以解決傳統(tǒng)珩齒加工效率低、珩輪易堵塞等缺陷,又可以充分發(fā)揮超聲切削的優(yōu)勢,也為齒輪精密加工提供了一個新的研究方向。超聲珩齒振動系統(tǒng)的設計是超聲珩齒技術的關鍵,振動系統(tǒng)設計的好壞直接影響整個工藝系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。超聲振動系統(tǒng)研究的方向是尋求種最佳的設計方法,使整個系統(tǒng)諧振于一

2、定的工作頻率,保證切削振動的幅值,從而達到復合加工的目的。本文針對傳統(tǒng)振動系統(tǒng)全諧振設計理論的不足,通過對各種振動理論進行研究分析,確定了采用非諧振設計理論來設計超聲珩齒振動系統(tǒng)的變幅器。本論文得到了國家自然科學基金“非諧振單元變幅器設計理論及其齒輪超聲剃珩齒應用(5097519)”的資助,在查閱了大量文獻的基礎上,運用非諧振設計理論設計了兩種類型的變幅器,并通過參數(shù)化建模和有限元分析驗證了這種設計方法的可行性和可靠性。論文的主要研究內容有：(1)在了解超聲加工技術、超聲珩齒工藝. 更多還原【Abstract】 The technology of Ultrasonic gear ho

3、ning is a new method of gear finishing, after the introduction of ultrasonic vibration cutting to traditional honing process, it forms ultrasonic combined machining. The gears which are made by this method have high precision, low surface roughness and strong bearing ability, so they can meet the re

4、quirements of modern machinery in all aspects. Practice shows that ultrasonic gear honing has high efficiency and it can prolong the life of honing wheel, it can no. 更多還原 【關鍵詞】 超聲珩齒； 非諧振設計； 變幅器； 參數(shù)化建模； 有限元分析； 【Key words】 ultrasonic gear-honing； non-resonance design； transformer； parametric mode

5、ling； finite element analysis；摘要 3-5 ABSTRACT 5-7 第一章 緒論 11-20 1.1 超聲技術及超聲加工的發(fā)展概況 11-13 1.1.1 超聲技術概述 11-12 1.1.2 國內外超聲加工技術的應用現(xiàn)狀 12-13 1.2 超聲加工簡介 13-15 1.2.1 超聲加工原理 13-14 1.2.2 超聲加工的特點 14 1.2.3 超聲加工的發(fā)展趨勢和展望 14-15 1.3 超聲振動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 15-17 1.3.1 超聲振動系統(tǒng)設計概況 15-17 1.3.2 超聲振動系統(tǒng)非諧振設計 17 1.4 課題的研究背景和意義 17-18 1

6、.5 本課題的主要研究內容及思路 18-20 第二章 超聲珩齒工藝及振動系統(tǒng)介紹 20-31 2.1 珩齒工藝介紹 20-23 2.1.1 珩齒加工工藝概述 20 2.1.2 珩齒加工原理 20-21 2.1.3 珩齒方法分類 21-22 2.1.4 珩齒加工工藝的特點 22-23 2.2 超聲珩齒工藝介紹 23-26 2.2.1 超聲珩齒工藝概述 23 2.2.2 超聲珩齒原理 23-24 2.2.3 超聲珩齒設備及組成 24-26 2.3 超聲珩齒振動系統(tǒng) 26-30 2.3.1 超聲電源 27 2.3.2 超聲換能器 27-28 2.3.3 超聲傳振桿 28-29 2.3.4 超聲變幅桿

7、 29-30 2.4 本章小結 30-31 第三章 超聲珩齒振動系統(tǒng)設計理論 31-43 3.1 超聲振動系統(tǒng)的設計理論 31-34 3.1.1 常用的設計方法 31-33 3.1.2 全諧振設計步驟 33-34 3.2 超聲珩齒變幅器的非諧振設計理論 34-42 3.2.1 等截面細桿的縱振方程及其解 34-36 3.2.2 變截面細桿的一維縱振方程及其解 36-38 3.2.3 薄圓盤橫向彎曲振動方程及其解 38-42 3.3 本章小結 42-43 第四章 超聲珩齒變幅器的非諧振設計 43-57 4.1 圓錐形變幅器設計 43-50 4.1.1 圓錐形變幅器結構設計 43-44 4.1.2

8、 圓錐形變幅器振動頻率方程 44-45 4.1.3 圓錐形變幅器設計計算 45-47 4.1.4 帶孔圓錐形變幅器設計與計算 47-50 4.2 懸鏈形變幅器的設計 50-53 4.2.1 懸鏈形變幅器的結構 50-51 4.2.2 懸鏈形變幅器振動頻率方程 51 4.2.3 懸鏈形變幅器設計計算 51-53 4.3 變幅器設計結果分析 53 4.4 超聲傳振桿的設計 53-54 4.5 超聲振動系統(tǒng)連接結構設計 54-56 4.5.1 變幅器連接結構 54-56 4.5.2 工件齒輪零件圖 56 4.6 本章小結 56-57 第五章 振動系統(tǒng)參數(shù)化建模與有限元分析 57-76 5.1 超聲珩齒振動系統(tǒng)的參數(shù)化建模 57-64 5.1.1 參數(shù)化設計概述 57 5.1.2 圓錐形變幅器模型的參數(shù)化建模 57-59 5.1.3 帶孔和齒的圓錐形變幅器的參數(shù)化建模 59-62 5.1.4 懸鏈桿的參數(shù)化建模 62-63 5.1.5 傳振桿的參數(shù)化建模 63-64 5.2 超聲珩齒振動系統(tǒng)的有限元仿真分析 64-75 5.2.1 有限元仿真分析概述 64-65 5.2.2 圓錐形變幅器的模態(tài)分