歯車の材質と加工工程

このような現状を踏まえ、今回の実験ではシミュレーション実験の実験材料として20CrMo鋼を使用しました。

加工ルートは、熱処理（浸炭焼入れ）、熱間圧延（保温）、歯面荒加工（ホブ加工、歯車整形）の冷却です。 具体的なプロセスは次のとおりです: 20CrMo ギアの前加工とホブ加工後、浸炭、AC3 (875) オーステナイト化温度までの高周波誘導加熱、150 ～ 250 ℃ までの急速油冷却、高温油中での精密加工、押し出しホイールは塑性変形します。歯の表面を最終的なサイズに仕上げると、ロールが終了します。 ワークがまだオーステナイト状態にあるときにワークを取り出して急冷し、歯面に硬いマルテンサイト組織を形成します。

まず、歯角と噛み合い位置の関係を導出します。
転造ダイスとワークギヤは標準装備されており、転造ダイス歯の駆動によりギヤ歯が反時計回りに回転します。 図中の歯の破線の位置を中立位置とし、この位置から歯がずれるとオフ角j1が発生する。
中立位置 j1 = 0 では、中立位置に対して反時計方向に歯が振れている場合は j1 が正の値となり、右方向に振れている場合は負の値になります。 

左側面の噛み合い点の場合も同様です。
各位置パラメータ間の関係を記述可能
Right flank: j1=j1/20-j1(1)
Left flank: j1=i1-0-j1/2(2)
ここで、j1=arccos(rb1/rj1)(3)
J1=s1/r1-2(invj1-inv0)(4)
Further derivation jj1=j1-j1/2(5)
Xj1=rj1cos(j1/2)
-r2F-(tf/2)2(6)
歯の回転角度の値の範囲に応じて、j1とjj1およびrj1の関係は上式から一意に決まることが分かります。

同様の方法で、左歯面の i1 と ii1、ri1 の関係も求めることができます。 実際には、i1=j1 です。 したがって、j1が与えられれば、左右の噛み合い線上におけるワーク歯の噛み合い点i、jの位置は完全に決まる。 さらに、転造ダイス歯上の j 点は、噛み合い円半径 rj2=rb22j22 (7) を持ちます。ここで、rb2 は転造ダイス歯の基礎円半径です。

J2 は、転造ダイスの歯上の点 j における曲率半径です。 

したがって、圧延金型歯上の j 点の位置は式によって決定でき、jj2、xj2、j2 などの対応する位置パラメータが得られます。
ヘルツ弾性接触変形理論によれば、噛み合い点における弾性変形量 je=115FfBE (10) 接触点におけるワーク歯面の塑性変形量 Sp は、すべり線場理論により計算できる。 Sp103=jFjkB2bjFjkBcj(11) ここで、 は係合点 j における XNUMX つの逃げ面の合計曲率半径です。
すると、歯面の j 点における総変形量 j は、次式で表すことができます。 j=jjijeSp2 (12) ただし、2 は転造ダイスの歯面の j 点における弾性変形量であり、計算方法とワークピースの歯の弾性変形と同じ量。 転造金型とワーク歯車の間には内部伝動チェーンがあり、軸間一定プレス法の場合、通常の総変形量j=S0は固定値となります。S0は噛み合い線方向の押し出し量となります。 。
自動車産業や精密工作機械で広く使用されている20CrMo浸炭歯車を例として、本論文では、熱処理、微圧延、焼入れを単一のオンライン加工プロセスに組み合わせてロールを確立する、微ロール変形熱処理プロセスを提案します。 押出加工中の歯の両面噛み合い力モデルを使用して、転造ダイスとワークの弾性曲げ変形、弾性接触変形、総歯変形の計算式を導き出します。

この記事へのリンク： 機械加工技術と歯車材料の変形に関する議論

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