開題報告ppt-cr18mn18n奧氏體不銹鋼磨削加工熱分區(qū)的研究

1、,,,,,,1,,學院：機械工程學院 指導老師：周里群 教授姓名：邱奕學號：201230071588,Cr18Mn18N奧氏體不銹鋼磨削加工熱分區(qū)的研究,,,,,,內容提要,1：課題的研究背景及意義2：國內外的研究現(xiàn)況3：研究的內容及目標4：研究技術路線5：關鍵問題與難點問題6：研究進程7：參考文獻,,,,,,,,,,,能源,,,化工,,,,Cr18Mn18N奧氏體不銹鋼應用領域,,,建筑,,醫(yī)療,課題研

2、究背景及意義,,能源：渦輪發(fā)電機組的，發(fā)電機轉子的定位環(huán)，其作用是防止轉子繞組端部在離心力作用下發(fā)生變形，它是渦輪發(fā)電機中承受負荷最大的部件。化工：抗晶間腐蝕高強度特種螺栓建筑：醫(yī)療：航天：,,Cr18Mn18N奧氏體不銹鋼特點,耐高溫耐腐蝕無磁高亮度超級耐海水腐蝕、高韌性、耐高溫以及良好的人體適應性,Cr18Mn18N奧氏體不銹鋼磨削特性,磨削每單位體積的表面需要很高的能量輸入，這個在接觸區(qū)的熱量導致加工工件過熱，造成

3、熱損傷。增加效率的同時可能導致工件的熱損傷，因此增加材料去除效率受到限制，研究難加工材料磨削的合適參數(shù)具有很重要的意義。,,,,,,,背景及意義,Cr18Mn18N奧氏體不銹鋼材料磨削特點,,隨著不銹鋼、硬質合金、鈦合金以及高溫合金等難加工材料在航天事業(yè)、國防軍工、化工、機械等主要領域運用的不斷擴大，以及對加工零件品質規(guī)格、壽命及可靠性設計要求的不斷提升，提高難加工材料零件尺寸及形狀精度要求、加強零件加工面的完整性、減少加工過程中的磨削

4、燒傷、提高加工后的零件疲勞壽命等已成為工業(yè)發(fā)展中亟待攻克的難題。為此，探究難加工材料的磨削加工對于提高產(chǎn)品質量、提升效率和減少生產(chǎn)資料的浪費有十分關鍵的作用。,傳統(tǒng)方法的研究不足,不確定性（采用冷卻液）,本文的研究方法,能夠精確的獲得工件的熱分區(qū)（通過工件熱分配系數(shù)）避免了磨削過程中由于陡峭的溫度梯度導致的錯誤交替實驗法減少不確定性（實際接觸面）基于麥夸特算法的逆向模型和有限元分析用于熱分區(qū)的驗證。通過間接測定工件硬度進一步驗證

5、本文實驗方法的可靠性,進入工件的熱分配比-Rw取決的參數(shù),,,,,,,背景及意義,課題的提出及意義,,磨削熱損傷的研究需要了解工件和砂輪的熱分區(qū)的磨削機理。在本文研究中，新的研究方法和實驗法的，用于研究了在工件熱分區(qū)上的磨削變量的影響，提出了一個新的研究參數(shù)-工件熱分配系數(shù)（Rw）。1.新方法避免了磨削典型的磨削操作中由于溫度梯度驟變造成的錯誤。2.防止了實際接觸區(qū)域溫度的不確定度變化。3.通過基于麥夸特算法的逆向模型和有限元仿真

6、來進行驗證,,,,,背景及意義,不銹鋼磨削的特點：磨削力大、磨削溫度高、加工表面易損傷、表面完整性差，研究的意義：Ｃｒ１８Ｍｎ１８Ｎ奧氏體不銹鋼由于其材料物理、力學性能（良好的韌性、耐腐蝕、耐磨損、強度）的特殊性，在磨削過程中將產(chǎn)生大量的熱量，這會對工件的表層組織產(chǎn)生影響，嚴重時會發(fā)生燒傷和并產(chǎn)生裂紋，影響到工件的使用,,,,,,,背景及意義,無側隙嚙合副 無側隙W輸出機構嚙合副間隙自動調節(jié)機構

7、,,,無側隙嚙合技術,零回差特性,,,,,,背景及意義,,,無回差特性承載能力高、剛度大,傳動效率高、具有運動倒置功能結構緊湊、控制精度高,傳動比大、范圍廣傳動平穩(wěn)、無噪聲,,擺線鋼球傳動特點,,,,,,,,,國內外研究現(xiàn)狀,國外研究現(xiàn)狀,1982年美國人洛斯·麥法蘭德（ROYS·MCFARLAND）在美國雜志《機械工程師》上提出了一種利用軸承滾珠和軸承墊圈代替齒輪輪齒的“無齒齒輪”傳動技術。20世紀80年

8、代中期，國際上美、德、日、捷克等國相繼提出了多種鋼球傳動的新結構。20世紀90年代起，日本學者對擺線鋼球傳動進行了較深入的理論研究和探討，并在機器人的關節(jié)傳動機構和某些精密伺服傳動機構上得以應用。,,,,,,,國內外研究現(xiàn)狀,國外研究現(xiàn)狀,,圖（2）單級BR系列鋼球減速器結構簡圖,1.輸入軸；2、9、11軸承；3.端蓋；4.十字滑道盤；5.等速鋼球；6.偏心盤；7.變速鋼；8.輸出盤；10.機架；12.預壓螺母；13.密封圈；14.

9、輸出軸,1：傳動比5~452：扭矩范圍為5~250N·m3：最高轉速3000r/min,,,,,,,,,國內外研究現(xiàn)狀,國內研究現(xiàn)狀,,四川輕化工學院的李思益等人在加工制造及樣機實驗方面進行了細致研究。杭州電子工業(yè)學院的周建軍教授推導出了接觸受力的計算公式。燕山大學的曲繼方教授、安子軍教授在傳動原理及型變換、加工制造等理論和實踐方面獨具特色。,,,,,,國內外研究現(xiàn)狀,國內研究現(xiàn)狀,,1.輸入軸；2、8、10.軸承

10、；3.定擺線盤；4.鋼球；5.動擺線盤；6.平衡塊；7.殼體；9.螺釘；11.密封圈；12.止推螺母；13.預壓螺母；14.輸出軸,圖（3）一種新型擺線鋼球減速器,,,,,,,研究的內容及目標,機械振動,,,動載荷和噪聲工作性能和使用壽命下降 零、部件早期失效,,,振動分析,,偏心軸輸入,,,設計配重塊,,,優(yōu)化配重,,,,,,,研究的內容及目標,,各參數(shù)的合理確定及其理論計算。,簡化減速器模型并對其振動特性進行分析。,研究目標

11、,通過以上內容的研究，我們可以得出擺線鋼球減速器各參數(shù)的理論計算公式并驗證其正確性，得出其振動特性以及對配重塊進行優(yōu)化設計，得出最優(yōu)模型。,擺線鋼球減速器的建模以及在adams中的仿真。,對配重塊進行優(yōu)化設計。,,,,,,,,,,研究的內容及目標,圖（4）內外擺線在Mathcad中的動態(tài)仿真,,,,,,研究的內容及目標,,圖（5）內外擺線嚙合仿真,,,,,,,研究技術路線,,理論研究,,,,齒廓曲線性質研究以及轉化機構法計算傳動比。

12、2. 滾圓半徑、短福系數(shù)K、擺線波數(shù)等參數(shù)的選擇以及基于空間嚙合理論的根切研究。3. 依據(jù)彈性力學赫茲應力理論，提出減速器的力學模型，導出其受力計算公式。,,,,,,,研究技術路線,,技術路線,,,在現(xiàn)有學校的基礎上，購買熱電偶器件，搭建實驗平臺，進行實驗測試。2. 應用ansys13.0中APDL模塊，建立三維瞬態(tài)熱傳導模型，得出相應的模擬參數(shù)情況。3.使用逆向熱流模型，對熱分區(qū)參數(shù)進行驗證,,,,,,,,研究技術路線,,振

13、動分析,,,按質量集中法，計及阻尼的影響，將模型簡化為單自由度質量彈簧阻尼系統(tǒng)。由質心運動定理列出運動微分方程，并對其求解，分析得出其共振條件和臨界轉速。不計重力和阻尼，將模型簡化為單自由度扭轉系統(tǒng)，由轉動動量矩定理列出運動微分方程，計算其扭轉振動。,,,,,,,,研究技術路線,,配重優(yōu)化設計,,,根據(jù)力矩平衡，求得配重的平衡離心慣性力大小。綜合考慮配重質量及其制造加工工藝，選定配重截面形狀，并標明其關鍵尺寸。建立配重外

14、形和質量的多目標優(yōu)化數(shù)學模型，利用Matlab遺傳算法工具箱進行優(yōu)化，得出優(yōu)化后的配重尺寸參數(shù)。,,,,,,關鍵問題與難點問題,,,,,,,,參數(shù)確定,建模仿真,振動分析,優(yōu)化設計,,,不平衡質量系統(tǒng)的動力學模型建立，振動數(shù)學模型的建立及求解。,多目標優(yōu)化數(shù)學模型的建立，分目標函數(shù)權重系數(shù)的歸一化處理，優(yōu)化算法的收斂。,,,,,,研究進程,,2013.3：查閱相關文獻，確定研究內容，完成開題報告。2013.4：合理選擇各參數(shù)，得出一份

15、合適的建模數(shù)據(jù)。2013.5：對擺線鋼球減速器進行三維建模。2013.6~2013.7：將模型導入Adams，施加約束和力矩，進行仿真，得出各參數(shù)曲線，驗證理論計算。2013.8~2013.9：簡化模型，分析其振動特性，著手小論文寫作。2013.10~2013.11：對配重進行優(yōu)化設計，驗證其優(yōu)化后模型的優(yōu)越性。2013.12：對之前工作進行總結完善。2014.1~2014.5：按照學校要求撰寫論文2014.6：制作論文P

16、PT，準備論文答辯。,,,,,,參考文獻,,[1] 饒振綱．行星傳動機構設計[M]．北京：國防工業(yè)出版社，1994.6[2] 鄭州工學院機械學學科組．擺線針輪行星傳動[M]．北京：科學出版社，1978[3]馮澄宙．漸開線少齒差行星傳動[M]．北京：人民教育出版社，1981.3[4] 安子軍，曲繼方．雙擺線無隙鋼球傳動間隙調節(jié)力矩分析．機械傳動.1995.4[5]安子軍，曲繼方.擺線鋼球傳動的動平衡研究.現(xiàn)代機械.1994.3[

17、6]安子軍，曲志剛，張榮賢．擺線鋼球傳動的齒形綜合研究．機械工程學報．1996.10[7] 王保民．關于擺線特性的研究．機械科學與技術.2002.1[8]張彩麗，李思益．雙擺線鋼球減速器齒廓曲線的研究與分析．設備設計與維修．2003.9：67-69[9]張榮賢，曲繼方，安子軍．擺線鋼球傳動的傳動比計算．太原重型機械學院學報.1995.3[10]王香花，呂景輝．對擺線鋼球行星傳動減速器的研究.科學之友.2010.12：30-32

18、[11]楊作梅，安子軍，張鵬．基于空間嚙合理論的擺線鋼球行星傳動根切研究．農(nóng)業(yè)機械學報.2009.10：216-261[12] 劉錫鋒，李思益．雙擺線行星傳動減速器振動分析.西安工業(yè)學院學報.2003.9：218-222,,,,,,參考文獻,,[13] 周建軍，陳子辰．擺線鋼球行星傳動受力分析．1978[14]安子軍，胡瑞雪．擺線鋼球行星傳動齒廓誤差參數(shù)分析.機械傳動.2007.2：63-65[15] 李思益，張彩麗.擺線齒廓分析

19、計算及MathCAD動態(tài)仿真.現(xiàn)代制造工程.2002.10：37-38[16]唐永輝，林國湘，葉進寶.擺線鋼球傳動虛擬設計與運動仿真. 機械傳動.2010，34[17]張啟先，張玉茹．我國機械學研究的新進展與展望．機械工程學報．1996.4：1-4[18] 唐定國，陳國民．齒輪傳動技術的展望．機械工程學報．1993.5：35-41[19]張國瑞，張展．行星傳動技術[M]．上海：上海交通大學出版社．1989：4-7[20]李思益

20、．雙擺線鋼球減速器原理設計及擺線溝槽的數(shù)控加工．機械設計與制造.1997.4：38-39[21]Roy S.McFarland。Employs trochoidal motion and bearing balls.Mechanical Engineering，1982.1：60[22]Qu jifang，An Zijun。Research on zero clearance cycloid ball transmission.C