小模数齿轮断续滚齿热力耦合建模与试验研究

摘要

小模数齿轮加工过程中，滚齿切削时易于产生显著的热变形，进而影响其尺寸精度和服役性能.基于展成法加工原理和齿坯材料切除机制，提出小模数齿轮断续滚齿切削热力耦合计算模型.设计多级滚切速度下的钢制小模数齿轮试件试验，测算试件表面缺陷、粗糙度与公法线偏差.对比公法线偏差测量值和塑性应变仿真值，验证上述计算模型的正确性.研究齿轮模数、切削速度和传热条件对切削应力、表面温度及热变形的影响规律.结果表明：切削应力水平与模数负相关，与切削速度正相关；齿面缺陷密集度、表面温度和热变形均与切削速度正相关.适当降低滚刀转速、减小滚刀直径及强化切削区对流换热，可减小滚齿热变形，提高齿形精度和表面质量.

关键词

小模数齿轮 / 齿轮加工 / 热力耦合 / 传热 / 热变形