Wpływ krzywej przejściowej na wytrzymałość na zginanie

  Abstrakcyjny.Krzywa przejścia jest bardzo ważna dla wytrzymałości na zginanie i żywotności narzędzi. W celu poprawy wytrzymałości narzędzia na zginanie, przeanalizowano odpowiednio kształt trzech rodzajów krzywej przejściowej (zwykła końcówka frezu do szpachlowania, pojedyncza okrągła końcówka łuku i końcówka łuku łukowego), zależność między parametrami końcówki łuku łuku z dwoma okręgami ustanowiono model relacji czułej części przekładni i współczynnika koncentracji naprężeń (J i γ), zbadano wpływ różnych krzywych przejściowych przekładni na wytrzymałość na zginanie (Jmin). Wyniki analizy pokazują, że wytrzymałość na zginanie przekładni wycinanych za pomocą ostrza łukowego z podwójnymi okręgami wzrasta o 10% w porównaniu z przecinaniem koła zębatego przez zwykłą końcówkę frezu. Zapewnia podstawy teorii do projektowania przekładni o wysokiej wytrzymałości na zginanie.

  Wprowadzenie

  Zwiększenie wytrzymałości narzędzi na zginanie jest ważnym celem projektowania przekładni. Wybór krzywej przejściowej jest kluczem do poprawy wytrzymałości narzędzia na zginanie. Krzywa przejściowa przekładni jest najbardziej podatna na zginanie [1], ponieważ na krzywej przejściowej występuje fizyczna mutacja i koncentracja naprężeń. Jize Wu, itp. [2] badali krzywe przejściowe utworzone przez frezy ze zwykłą końcówką frezu do szpachlowania i wierzchołkiem łuku pojedynczego okręgu oraz łukiem przejściowym dla pojedynczego okręgu. Nie znaleziono jednak raportów z badań dotyczących krzywej przejściowej utworzonej przez frez z łukiem łukowym z podwójnym okręgiem. W niniejszym artykule analizuje się krzywe przejściowe utworzone przez trzy frezy z inną końcówką ostrza, a następnie analizuje się rozkład wytrzymałości na zginanie na krzywej przejściowej i wybierana jest najlepsza krzywa przejściowa. Uzyskane wyniki są bardzo istotne przy projektowaniu przekładni o wysokiej wytrzymałości na zginanie.

  Krzywa zmian biegów

  Krzywa przejściowa jest wycinana przez końcówkę ostrza noża. Kształt krzywej przejściowej zależy bezpośrednio od metod przetwarzania i kształtu końcówki frezu.

  Odnośnik [3] wymienia siedem kształtów obcinaka do regałów. Tutaj trzy z nich zostaną przeanalizowane.

  Kształt pierwszej końcówki ostrza to zwykły zaokrąglenie. Jak pokazano na rys. 1 (a), łuk końcówki frezu jest styczny z linią profilu i linią końcówki frezu. Relacja jego parametrów jest jak w [2].

  Kształt drugiej końcówki ostrza to łuk o pojedynczym okręgu. Jak pokazano na rys. 1 (b), środek łuku znajduje się na centralnej linii zęba. Łuk końcówki ostrza jest styczny z linią profilu zęba. Relacja jego parametrów jest jak w [2].

Rys. 1 Kształt trzech rodzajów końcówki frezu

  Kształt trzeciej końcówki frezu to łuk o podwójnym okręgu. Jak pokazano na rys. 1 (c), łuk o dużym promieniu ostrza jest styczny z linią profilu zęba, a także jest styczny z łukiem o małym promieniu, którego środek znajduje się na centralnej linii zęba. Związek jego parametrów jest następujący:

Where

a1 - odległość od centrum Cr1 o dużym promieniu łuku do linii środkowej;

b1 - odległość od centrum Cr1 łuku o dużym promieniu do środkowej linii ząbkowania;

- promień dużego łuku;

- Odległość od centrum Cr2łuku o małym promieniu do linii środkowej;

b2 - odległość od centrum Cr2 łuku o małym promieniu do środkowej linii ząbkowania;

rr2 - promień małego łuku;

za2 - kąt nacisku w punkcie styczności między łukiem dużego koła a łukiem małego koła.

  Inne parametry są jak w [2].

  W równaniu [2] znajduje się równanie krzywej przejściowej. Wprowadź parametry trzech rodzajów

do odpowiedniego równania, a następnie zostaną uzyskane współrzędne różnych punktów na krzywej przejściowej.

  Analiza stresu korzeni zęba

  Obliczenia naprężenia zginającego korzenia na podstawie metody przekroju linii łamanej [2] są następujące:

Where

F - siła na szerokość zęba jednostki;

J - współczynnik geometrii.

  Współczynnik geometryczny odzwierciedla zróżnicowane właściwości punktów na krzywej przejściowej oraz związek między innymi parametrami i naprężeniem [2]. jot jest funkcją punktową na krzywej, jeśli jest inna

parametry sprzętu są stałe.jot=jot(sol, rr). J o różnych punktach na krzywej przejściowej uzyskano stosując operację analityczną do równania krzywej przejściowej.

  Jak widać z góry: Im mniejszy J, tym większy ząb korzenia. Punkt, który ma minimum J jest punktem, który ma maksymalne naprężenie zginające punktów na krzywej przejściowej. Badania nad efektami, które różnią się krzywą przejściową na J, są równe badaniom nad efektami, które różnią krzywą przejściową od siły zginania [4].

  Ocena O zginaniu siły korzenia zęba

  Wytrzymałość na zginanie trzech rodzajów krzywej przejściowej.Parametry kół zębatych, które będą przetwarzane, są hipotetyczne: Z1 = 30, Z2 = 30, m = 1,za=20°, f = 1. Efekt, że parametry

każdy rodzaj końcówki ostrza na J powinien zostać przeanalizowany. Można uzyskać szereg J o krzywej przejściowej utworzonej przez każdą końcówkę ostrza.

  Pierwszy nóż: będzie to standardowy nóż do regałów, jeśli c = 0.25, rr =0,38. Możemy uzyskać Jmin o krzywej przejściowej:

Jmin = 0,2857, w tym momencieg = 23.3°.

  Drugi nóż: rr =0.4485, c = 0.2951 można wywnioskować przy użyciu oryginalnych parametrów narzędzia. Możemy uzyskać Jmin o krzywej przejściowej: Jmin = 0.2913, w tym momencieg = 22°.

  Trzeci nóż: jego kształt jest nieco bardziej złożony. Jest to złożona krzywa dużego łuku kołowego i małego łuku koła. Powinniśmy przeanalizować wytrzymałość na zginanie krzywej przejściowej utworzonej przez duże

łuk kołowy w zakresieza doza²i analizować wytrzymałość na zginanie krzywej przejściowej utworzonej przez mały łuk koła w zakresieza²do 90².

  Jak pokazano na ryc. 1 (c), rr1 i rr2 są dwiema niezależnymi zmiennymi. Krzywa wierzchołka ostrza będzie łukiem pojedynczym, jeśli rr1  = 0,4485. Dlatego musi być rr2  > 0.4485.

  Punkt styczności między łukiem dużego koła a łukiem małego koła pokrywa się ze styczną pomiędzy łukiem dużego koła i linią profilu. Krzywa ostrza tnącego jest w tym momencie łukiem pojedynczego okręgu. Dlatego musi być 0 < rr2  <0,4485.

  Wartośćza2 i c zostaną określone, jeśli wartość rr1 i rr2 są zdeterminowani. Następnie możemy obliczyć wartość J i Jmin. Zmieniający się trend Jmin z powodu rr1 i rr2 pokazano na rys. 2.

Ryc. 2 efekty i rr2na J Rys. 3 efektysolna J

  Porównanie siły zginania pierwiastków zęba trzech rodzajów krzywej przejściowej.Krzywa zmiany, którą J trzech rodzajów krzywych przejściowych zsol pokazano na rys. 3.

  Z rys. 3 można je znaleźć:

  (1) Wytrzymałość na zginanie przekładni przecinanej przez obcinarkę za pomocą ostrza łuku pojedynczego okręgu jest większa niż w przypadku noża wyciętego za pomocą obcinarki ze zwykłą końcówką do obcinania.

  Należy zauważyć, że: promień zaokrąglenia frezu ze zwykłą końcówką frezu wzrasta wraz ze wzrostem odstępu c, a ich centra są bliżej linii centra1 profilu zębów [5] .Jeśli środek zaokrąglenia końcówki ostrza przesunie się na linię zęba centra1 profil, końcówka ostrza jest pełnym łukiem. W tej chwili jest to końcówka łuku pojedynczego okręgu. Tak więc końcówka frezu to zwykła końcówka frezu do wypustów, która wynosi tylko c <0,2951. W skrócie, wytrzymałość na zginanie przekładni przecinanej przez frez z pojedynczym kołem ostrza łuku jest większa niż wytrzymałość na zginanie przekładni przecinanej przez obcinarkę ze zwykłą końcówką frezu.

  (2) Wartość Jmin o krzywej przejściowej utworzonej przez podwójną okrągłą końcówkę łuku (rr1 = 1,1, rr2 =0.16) jest większy niż wartość Jmin wokół pierwszych dwóch krzywych przejściowych. Wytrzymałość na zginanie korzenia zębów jest o około 10% większa niż w pierwszym przejściu przejściowym i jest o około 7,9% większa niż wytrzymałość na zginanie korzenia drugiej krzywej przejściowej.

  (3) Na trzeciej krzywej przejściowej znajduje się punkt odpowiadający punktowi styczności między łukiem dużego koła a łukiem małego koła. W tym punkcie promień krzywizny zmienia się w sposób nieciągły.

  W tym momencie występuje nagły stres. Faktyczna sytuacja wymaga dalszej weryfikacji eksperymentalnej.

  Różne kształty końcówki frezu prowadzą do różnych krzywych przejściowych i różnej wytrzymałości na zginanie korzeni zębów. Przyniesie różne efekty w życiu i niezawodności narzędzi [1]. W teorii wytrzymałość na zginanie korzenia zębatego przecinanego przez obcinarkę za pomocą ostrza łukowego z podwójnym okręgiem jest o około 10% większa niż wytrzymałość na zginanie zębatki przekładni przecinanej przez obcinarkę za pomocą zwykłej końcówki ostrza. Jednak kształt krzywej przejściowej zależy również od metod przetwarzania w praktyce produkcyjnej.

Krzywa przejściowa będzie miała ząb piły z powodu nieciągłego cięcia w procesie produkcyjnym. Zmniejszy to wytrzymałość zębów. Przypadki te należy pogłębić.