Sok részeaz új energiacsökkentő fogaskerekekésautóipari sebességváltókA projekt sörétezést igényel a fogaskerék-köszörülés után, ami rontja a fogfelület minőségét, sőt, a rendszer NVH-teljesítményét is befolyásolja. Ez a cikk a fogfelület érdességét vizsgálja különböző sörétezési eljárási körülmények között és különböző alkatrészeknél a sörétezés előtt és után. Az eredmények azt mutatják, hogy a sörétezés növeli a fogfelület érdességét, amelyet az alkatrészek jellemzői, a sörétezési eljárás paraméterei és egyéb tényezők befolyásolnak; A jelenlegi szakaszos gyártási folyamat körülményei között a sörétezés utáni maximális fogfelület érdessége 3,1-szerese a sörétezés előtti értéknek. A tanulmány tárgyalja a fogfelület érdességének az NVH-teljesítményre gyakorolt ​​hatását, és javaslatot tesz a sörétezés utáni érdesség javítására irányuló intézkedésekre.

A fentiek alapján ez a tanulmány a következő három szempontot vizsgálja:

A sörétezési folyamat paramétereinek hatása a fogfelület érdességére;

A sörétezés fogfelületi érdességre gyakorolt ​​​​erősítési mértéke a meglévő gyártási folyamat körülményei között;

A megnövekedett fogfelületi érdesség hatása a nem kívánt vibrációra (NVH) és az érdesség javítására szolgáló intézkedések sörétezés után.

A sörétezés azt a folyamatot jelenti, amelynek során számos, nagy keménységű és nagy sebességű mozgású lövedék csapódik az alkatrész felületének. A lövedék nagy sebességű becsapódása alatt az alkatrész felületén gödrök keletkeznek, és képlékeny alakváltozás következik be. A gödrök körüli képlékeny szerkezetek ellenállnak ennek az alakváltozásnak, és maradék nyomófeszültséget hoznak létre. A számos gödör átfedése egyenletes maradék nyomófeszültségi réteget képez az alkatrész felületén, ezáltal javítva az alkatrész kifáradási szilárdságát. A sörétezéssel elért nagy sebesség szerint a sörétezést általában sűrített levegős sörétezésre és centrifugális sörétezésre osztják, ahogy az az 1. ábrán látható.

A sűrített levegős sörétszórás sűrített levegőt használ a sörét kilövéséhez a pisztolyból; a centrifugális sörétszórás egy motort használ a járókerék meghajtására, amely nagy sebességgel forog a sörét kilövéséhez. A sörétszórás fő folyamatparaméterei közé tartozik a telítési szilárdság, a fedettség és a sörétszóró közeg tulajdonságai (anyag, méret, alak, keménység). A telítési szilárdság a sörétszóró szilárdságot jellemző paraméter, amelyet az ív magassága (azaz az Almen-próbadarab hajlítási foka a sörétszórás után) fejez ki; A fedettség a sörétszórás utáni gödör által lefedett terület és a sörétezett terület teljes területének aránya; A gyakran használt sörétszóró közegek közé tartoznak az acéldrótos vágósörétek, az öntött acélsörétek, a kerámia sörétek, az üvegsörétek stb. A sörétszóró közegek mérete, alakja és keménysége különböző minőségű. A sebességváltó tengely alkatrészeire vonatkozó általános folyamatkövetelményeket az 1. táblázat mutatja.

A vizsgált alkatrész egy hibrid projekt közbenső tengelyének 1/6-a. A fogaskerék szerkezete a 2. ábrán látható. Köszörülés után a fogfelület mikroszerkezete 2. fokozatú, a felületi keménység 710HV30, a tényleges edzőréteg mélysége pedig 0,65 mm, ami mind a műszaki követelményeken belül van. A sörétezés előtti fogfelület érdességét a 3. táblázat, a fogprofil pontosságát pedig a 4. táblázat mutatja. Látható, hogy a sörétezés előtti fogfelület érdessége jó, a fogprofil görbéje pedig sima.

Tesztterv és tesztparaméterek

A vizsgálathoz sűrített levegős sörétszóró gépet használnak. A vizsgálati körülmények miatt nem lehet ellenőrizni a sörétszóró közeg tulajdonságainak (anyag, méret, keménység) hatását. Ezért a sörétszóró közeg tulajdonságai állandóak a vizsgálat során. Csak a telítési szilárdság és a fedés hatását ellenőrizzük a fogfelület érdességére a sörétezés után. A vizsgálati sémát lásd a 2. táblázatban. A vizsgálati paraméterek meghatározásának folyamata a következő: rajzolja meg a telítési görbét (3. ábra) Almen-szelvényvizsgálattal a telítési pont meghatározásához, majd rögzítse a sűrített levegő nyomását, az acél sörét áramlását, a fúvóka mozgási sebességét, a fúvóka távolságát az alkatrészektől és egyéb berendezésparamétereket.

teszteredmény

A sörétezés utáni fogfelületi érdességi adatokat a 3. táblázat, a fogprofil pontosságát pedig a 4. táblázat mutatja. Látható, hogy a négy sörétezési feltétel mellett a fogfelület érdessége növekszik, és a fogprofil görbéje konkáv, illetve domború lesz a sörétezés után. A permetezés utáni és a permetezés előtti érdesség arányát használják az érdességnövekedés jellemzésére (3. táblázat). Látható, hogy az érdességnövekedés eltérő a négy eljárási feltétel mellett.

A fogfelület érdességének nagyításának kötegelt nyomon követése sörétezéssel

A 3. szakaszban szereplő teszteredmények azt mutatják, hogy a fogfelület érdessége a sörétezés után különböző mértékben növekszik a különböző eljárások során. Annak érdekében, hogy teljes mértékben megértsük a sörétezés fogfelületi érdességre gyakorolt ​​hatását, és növeljük a minták számát, 5 tételt, 5 típust és összesen 44 alkatrészt választottunk ki a sörétezés előtti és utáni érdesség nyomon követésére a kötegelt gyártású sörétezési eljárás körülményei között. Az 5. táblázat a fogaskerék-köszörülés utáni nyomon követett alkatrészek fizikai és kémiai adatait, valamint a sörétezési folyamatra vonatkozó információkat tartalmazza. Az elülső és hátsó fogfelületek sörétezés előtti érdességi és nagyítási adatait a 4. ábra mutatja. A 4. ábra azt mutatja, hogy a fogfelület érdességének tartománya sörétezés előtt Rz1,6 μm-Rz4,3 μm； Sörétezés után az érdesség növekszik, az eloszlási tartomány Rz2,3 μm-Rz6,7 μm； A maximális érdesség a sörétezés előtt 3,1-szeresére is felerősödhet.

A fogfelület érdességét befolyásoló tényezők sörétezés után

A sörétezés elvéből látható, hogy a nagy keménység és a nagy sebességgel mozgó sörét számtalan gödröt hagy az alkatrész felületén, ami a maradék nyomófeszültség forrása. Ugyanakkor ezek a gödrök növelni fogják a felületi érdességet. Az alkatrész sörétezés előtti jellemzői és a sörétezési folyamat paraméterei befolyásolják a sörétezés utáni érdességet, amint azt a 6. táblázat mutatja. A cikk 3. szakaszában a négy folyamatfeltétel mellett a sörétezés utáni fogfelület érdessége különböző mértékben növekszik. Ebben a vizsgálatban két változó van, nevezetesen a sörétezés előtti érdesség és a folyamatparaméterek (telítési szilárdság vagy fedettség), amelyek nem tudják pontosan meghatározni a sörétezés utáni érdesség és az egyes befolyásoló tényezők közötti kapcsolatot. Jelenleg számos tudós végzett kutatásokat ezen a területen, és végeselemes szimuláción alapuló elméleti előrejelzési modellt javasolt a sörétezés utáni felületi érdességre, amelyet a különböző sörétezési folyamatok megfelelő érdességi értékeinek előrejelzésére használnak.

A tényleges tapasztalatok és más tudósok kutatásai alapján a különböző tényezők hatásmódjai feltételezhetők, amint azt a 6. táblázat mutatja. Látható, hogy a sörétezés utáni érdességet számos tényező befolyásolja átfogóan, amelyek egyben a maradék nyomófeszültséget befolyásoló kulcsfontosságú tényezők is. A sörétezés utáni érdesség csökkentése érdekében a maradék nyomófeszültség biztosítása mellett számos folyamattesztre van szükség a paraméterkombinációk folyamatos optimalizálása érdekében.

A fogfelület érdességének hatása a rendszer NVH-teljesítményére

A dinamikus átviteli rendszerben található fogaskerék-alkatrészek a fogfelület érdessége befolyásolják az NVH-teljesítményüket. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy azonos terhelés és sebesség mellett minél nagyobb a felületi érdesség, annál nagyobb a rendszer rezgése és zaja; A terhelés és a sebesség növekedésével a rezgés és a zaj még nyilvánvalóbban növekszik.

Az utóbbi években az új energiacsökkentők projektjei gyorsan növekedtek, és a nagy sebesség és a nagy nyomaték fejlődési trendjét mutatják. Jelenleg az új energiacsökkentőnk maximális nyomatéka 354 N·m, a maximális sebessége pedig 16000 fordulat/perc, amelyet a jövőben több mint 20000 fordulat/percre fogunk növelni. Ilyen munkakörülmények között figyelembe kell venni a fogfelület érdességének növekedésének a rendszer NVH-teljesítményére gyakorolt ​​hatását.

A fogfelület érdességének javítására szolgáló intézkedések sörétezés után

A fogaskerék-köszörülés utáni sörétezési eljárás javíthatja a fogaskerék fogfelületének érintkezési fáradási szilárdságát és a foggyökér hajlítási fáradási szilárdságát. Ha ezt az eljárást szilárdsági okokból kell alkalmazni a fogaskerék-tervezési folyamatban, a rendszer NVH-teljesítményének figyelembevétele érdekében a fogaskerék fogfelületének érdessége a sörétezés után a következő szempontokból javítható:

a. Optimalizálja a sörétezési folyamat paramétereit, és szabályozza a sörétezés utáni fogfelületi érdesség felerősödését a maradék nyomófeszültség biztosítása mellett. Ehhez számos folyamattesztre van szükség, és a folyamat sokoldalúsága nem elég erős.

b. Az összetett sörétezési eljárást alkalmazzák, azaz a normál erősségű sörétezés befejezése után egy újabb sörétezést alkalmaznak. A megnövelt sörétezési eljárás erőssége általában kicsi. A sörétanyagok típusa és mérete állítható, például kerámia sörét, üvegsörét vagy acéldróttal vágott sörét kisebb méretben.

c) A sörétezés után olyan eljárásokat alkalmaznak, mint a fogfelület polírozása és a szabad honolás.

Ebben a cikkben a sörétezési eljárás különböző körülményei és különböző részei fogfelületi érdességét vizsgáljuk a sörétezés előtt és után, és a szakirodalom alapján a következő következtetéseket vonjuk le:

◆ A sörétezés növeli a fogfelület érdességét, amelyet az alkatrészek sörétezés előtti jellemzői, a sörétezési folyamat paraméterei és egyéb tényezők befolyásolnak, és ezek a tényezők egyben a maradék nyomófeszültséget befolyásoló kulcsfontosságú tényezők is;

◆ A jelenlegi szakaszos gyártási folyamat körülményei között a sörétezés utáni maximális fogfelületi érdesség 3,1-szerese a sörétezés előttinek;

◆ A fogfelület érdességének növekedése növeli a rendszer rezgését és zajszintjét. Minél nagyobb a nyomaték és a sebesség, annál nyilvánvalóbb a rezgés és a zaj növekedése;

◆ A sörétezés utáni fogfelület érdessége javítható a sörétezési folyamat paramétereinek optimalizálásával, kompozit sörétezéssel, polírozás vagy szabad honolás hozzáadásával a sörétezés után stb. A sörétezési folyamat paramétereinek optimalizálása várhatóan az érdességerősítést körülbelül 1,5-szeresére szabályozza.