超声研磨齿轮振动系统的设计及实验

来源：振动与冲击杂志2017年第20期北京时间：

作者：朱德荣 邓效忠 杨建军 郭浩杰 刘林男 李聚波

单位：1.西北工业大学机电学院，陕西 西安 710072；2.机械装备先进制造河南省协同创新中心，河南 洛阳 471003；3.河南科技大学机电学院，河南 洛阳 471003；

摘要：超声振动研齿法是优于传统研齿法的一种新的精加工技术，它能够提高材料的去除率，产生良好的齿面质量，降低齿轮副的噪声，其振动系统的设计是实现超声研齿工艺的关键技术之一。本文基于波传播理论建立了超声研齿振动系统的理论模型，分析了振动系统中变幅杆和螺旋锥齿轮组合体的动力学特性，通过实例分析得到了振动系统的谐振频率和振幅特性。并利用ANSYS进行模态分析与谐响应分析，最终通过阻抗分析与振动性能测试进行实验验证。研究结果表明：理论谐振频率、有限元分析频率、实验测试频率与设计频率相对比，求解偏差分别为0.05%、0.11%和1.42%，均不超过1.5%，而且在螺旋锥齿轮小端面产生的位移振幅非常近似，是可以满足工程应用需要的。这些研究结果可以为这种新的精加工方法的工业应用打下坚实的基础。<br>

关键词：超声研齿；振动系统；数学模型；有限元分析；频率和振幅测试