Mnoho částínové převody na redukci energieaautomobilové převodyprojekt vyžaduje brokování po broušení ozubení, což zhorší kvalitu povrchu zubu a dokonce ovlivní výkon systému NVH. Tento článek studuje drsnost povrchu zubů různých podmínek procesu brokování a různých částí před a po brokování. Výsledky ukazují, že brokování zvýší drsnost povrchu zubů, která je ovlivněna vlastnostmi dílů, parametry procesu brokování a dalšími faktory; Za stávajících podmínek sériového výrobního procesu je maximální drsnost povrchu zubu po brokování 3,1krát větší než před brokováním. Je diskutován vliv drsnosti povrchu zubu na výkon NVH a navržena opatření ke zlepšení drsnosti po brokování.

Na základě výše uvedeného pojednává tento článek z následujících tří aspektů:

Vliv parametrů procesu brokování na drsnost povrchu zubů;

Stupeň zesílení otryskáváním drsnosti povrchu zubů za stávajících podmínek procesu sériové výroby;

Vliv zvýšené drsnosti povrchu zubů na výkon NVH a opatření ke zlepšení drsnosti po brokování.

Shot peening označuje proces, při kterém na povrch dílů dopadá velké množství malých projektilů s vysokou tvrdostí a vysokou rychlostí pohybu. Při vysokorychlostním dopadu střely se na povrchu součásti vytvoří důlky a dojde k plastické deformaci. Organizace kolem jam budou odolávat této deformaci a vytvářet zbytkové tlakové napětí. Překrývání četných důlků vytvoří na povrchu součásti rovnoměrnou vrstvu zbytkového napětí v tlaku, čímž se zlepší únavová pevnost součásti. Podle způsobu dosažení vysoké rychlosti brokem se brokování obecně dělí na brokování stlačeným vzduchem a odstředivé brokování, jak je znázorněno na obrázku 1.

Otryskávání broků stlačeným vzduchem využívá stlačený vzduch jako sílu k rozstřikování výstřelu z pistole; Odstředivé otryskávání využívá motor k pohánění oběžného kola, které se otáčí vysokou rychlostí, aby vrhalo broky. Mezi klíčové parametry procesu brokování patří pevnost nasycení, krytí a vlastnosti brokového média (materiál, velikost, tvar, tvrdost). Pevnost nasycení je parametr charakterizující pevnost proražení brokem, která je vyjádřena výškou oblouku (tj. stupněm ohybu zkušebního vzorku Almen po proražení brokem); Míra pokrytí se týká poměru plochy pokryté jamkou po brokování k celkové ploše brokované plochy; Běžně používaná média pro brokování zahrnují broky z ocelového drátu, broky z lité oceli, keramické broky, skleněné broky atd. Velikost, tvar a tvrdost broků pro brokování jsou různé jakosti. Obecné procesní požadavky na díly hřídele převodovky jsou uvedeny v tabulce 1.

Testovací částí je mezihřídelové ozubené kolo 1/6 hybridního projektu. Struktura ozubeného kola je znázorněna na obrázku 2. Po broušení má mikrostruktura povrchu zubu stupeň 2, povrchová tvrdost je 710HV30 a efektivní hloubka kalicí vrstvy je 0,65 mm, vše v rámci technických požadavků. Drsnost povrchu zubu před brokováním je uvedena v tabulce 3 a přesnost profilu zubu je uvedena v tabulce 4. Je vidět, že drsnost povrchu zubu před brokováním je dobrá a křivka profilu zubu je hladká.

Testovací plán a testovací parametry

V testu se používá brokovací stroj se stlačeným vzduchem. Vzhledem ke zkušebním podmínkám nelze ověřit vliv vlastností brokovacího média (materiál, velikost, tvrdost). Proto jsou vlastnosti brokovacího média v testu konstantní. Je ověřen pouze vliv saturační síly a krytí na drsnost povrchu zubu po brokování. Schéma testu viz tabulka 2. Konkrétní proces stanovení testovacích parametrů je následující: nakreslete křivku saturace (obrázek 3) přes Almenův kupónový test, abyste určili bod nasycení, aby se zablokoval tlak stlačeného vzduchu, průtok ocelových broků, rychlost pohybu trysky, vzdálenost trysky od dílů a další parametry zařízení.

výsledek testu

Údaje o drsnosti povrchu zubů po brokování jsou uvedeny v tabulce 3 a přesnost profilu zubů je uvedena v tabulce 4. Je vidět, že za těchto čtyř podmínek broušení se drsnost povrchu zubu zvyšuje a křivka profilu zubu se stává konkávní a konvexní po brokování. Pro charakterizaci zvětšení drsnosti se používá poměr drsnosti po nástřiku k drsnosti před nástřikem (tabulka 3). Je vidět, že zvětšení drsnosti je různé za těchto čtyř podmínek procesu.

Dávkové sledování zvětšení drsnosti povrchu zubů pomocí brokování

Výsledky testů v části 3 ukazují, že drsnost povrchu zubu se zvyšuje v různé míře po brokování s různými procesy. Aby bylo možné plně porozumět zesílení drsnosti povrchu zubů a zvýšit počet vzorků, bylo vybráno 5 položek, 5 typů a celkem 44 dílů pro sledování drsnosti před a po brokování za podmínek sériové výroby broků. proces peeningu. Viz Tabulka 5 pro fyzikální a chemické informace a informace o procesu brokování pásových dílů po broušení ozubení. Údaje o drsnosti a zvětšení povrchu předních a zadních zubů před brokováním jsou zobrazeny na obr. 4. Obrázek 4 ukazuje, že rozsah drsnosti povrchu zubů před brokováním je Rz1,6 μm-Rz4,3 μm； Po obroušení brokem, drsnost se zvyšuje a rozsah distribuce je Rz2,3 μm-Rz6,7 μm； Maximální drsnost může být zesílena na 3,1krát před brokováním.

Faktory ovlivňující drsnost povrchu zubů po brokování

Z principu brokování je vidět, že vysoká tvrdost a vysokorychlostně se pohybující broky zanechávají na povrchu součásti nespočet důlků, které jsou zdrojem zbytkového tlakového napětí. Zároveň jsou tyto jámy vázány na zvýšení drsnosti povrchu. Charakteristiky dílů před brokováním a parametry procesu brokování ovlivní drsnost po brokování, jak je uvedeno v tabulce 6. V části 3 tohoto dokumentu se za čtyř podmínek procesu drsnost povrchu zubu po brokování zvýší na různé stupně. V tomto testu existují dvě proměnné, a to drsnost před výstřelem a parametry procesu (síla nasycení nebo pokrytí), které nemohou přesně určit vztah mezi drsností po výstřelu a každým jednotlivým ovlivňujícím faktorem. V současné době na to provedlo mnoho vědců výzkum a předložili teoretický predikční model drsnosti povrchu po brokování založený na simulaci konečných prvků, který se používá k předpovídání odpovídajících hodnot drsnosti různých procesů brokování.

Na základě skutečných zkušeností a výzkumu jiných odborníků lze spekulovat o způsobech ovlivnění různých faktorů, jak ukazuje tabulka 6. Je vidět, že drsnost po brokování je komplexně ovlivněna mnoha faktory, které jsou také klíčovými faktory ovlivňující zbytkové tlakové napětí. Aby se snížila drsnost po brokování za předpokladu zajištění zbytkového tlakového napětí, je zapotřebí velký počet procesních testů pro průběžnou optimalizaci kombinace parametrů.

Vliv drsnosti povrchu zubů na NVH výkon systému

Díly ozubených kol jsou v dynamickém převodovém systému a drsnost povrchu zubů ovlivní jejich NVH výkon. Experimentální výsledky ukazují, že při stejném zatížení a rychlosti, čím větší je drsnost povrchu, tím větší jsou vibrace a hluk systému; Když se zatížení a rychlost zvýší, vibrace a hluk se výrazněji zvýší.

V posledních letech rychle přibyly projekty nových energetických reduktorů a ukazují vývojový trend vysokých otáček a velkého točivého momentu. V současnosti je maximální točivý moment našeho nového reduktoru energie 354 N · m a maximální rychlost je 16 000 ot/min, která bude v budoucnu zvýšena na více než 20 000 ot/min. Za takových pracovních podmínek je třeba vzít v úvahu vliv zvýšení drsnosti povrchu zubů na NVH výkon systému.

Opatření ke zlepšení drsnosti povrchu zubů po brokování

Proces brokování po broušení ozubení může zlepšit kontaktní únavovou pevnost povrchu zubu ozubeného kola a ohybovou únavovou pevnost kořene zubu. Pokud musí být tento proces použit z důvodů pevnosti v procesu návrhu ozubeného kola, aby bylo možné vzít v úvahu NVH výkon systému, drsnost povrchu zubu ozubeného kola po brokování lze zlepšit z následujících hledisek:

A. Optimalizujte parametry procesu brokování a řiďte zesílení drsnosti povrchu zubu po brokování za předpokladu zajištění zbytkového tlakového napětí. To vyžaduje mnoho procesních testů a všestrannost procesu není silná.

b. Je přijat proces zpevňování kompozitu brokováním, to znamená, že poté, co je dokončeno zpevňování brokováním s normální pevností, je přidáno další zpevňování brokováním. Zvýšená pevnost procesu brokování je obvykle malá. Druh a velikost broků lze upravit, jako jsou keramické broky, skleněné broky nebo broky z ocelového drátu o menší velikosti.

C. Po brokování se přidávají procesy jako leštění povrchu zubů a volné honování.

V tomto článku je studována drsnost povrchu zubů různých podmínek procesu brokování a různých částí před a po brokování a na základě literatury jsou vyvozeny následující závěry:

◆ Brokování zvýší drsnost povrchu zubů, která je ovlivněna vlastnostmi dílů před brokováním, parametry procesu brokování a dalšími faktory, přičemž tyto faktory jsou také klíčovými faktory ovlivňujícími zbytkové tlakové napětí;

◆ Za stávajících podmínek sériového výrobního procesu je maximální drsnost povrchu zubů po brokování 3,1krát větší než před brokováním;

◆ Zvýšení drsnosti povrchu zubů zvýší vibrace a hluk systému. Čím větší točivý moment a otáčky, tím zřetelnější je nárůst vibrací a hluku;

◆ Drsnost povrchu zubu po brokování lze zlepšit optimalizací parametrů procesu brokování, kompozitního brokování, přidáním leštění nebo volného honování po brokování atd. Očekává se, že optimalizace parametrů procesu brokování bude řídit zesílení drsnosti na asi 1,5krát.