首页 > 行业资讯

电化学齿轮修形加工中电场数值模拟分析

添加人:admin 发布时间:2017-11-16 13:46:39 来源:本网


  应用技术研究电化学齿轮修形加工中电场数值模拟分析刘良科(株洲职业技术学院株洲电场数值模拟法对电化学齿轮修形时轮齿面上的电流密度和电势分布进行了分析,为掌握电化学齿轮修形规律和阴极形状、结构及尺寸设计提供了有益的思想方'法1引目对齿轮进行电化学修形的关键是合理地设计阴极,只有设计加工出合适的阴极,才能保证最优的修形区域和修形量。我们知道,电极的形状、尺寸和位置直接决定电场线的分布趋势,因此有必要研宄电极间的电场分布规律,以便求得合适的齿轮修形的电化学加工参数2加工时齿轮表面的电势分布规律电化学加工时,一般采用的加工电流较大,且加工工件浸入电解液中,可忽略各种过电势,并认为电导率均匀,因此,可认为电流密度分布为一次电流分布。电极表面的电流密度分布是由溶液中的电场分布决定的,因为任一点的电流密度正比于该点的电势梯度59和介质的电导率夂即及生成质点B的均相化学反应速度决定的。在不考虑极化的情况下,质量和电量传递的基本方程为:企业技术开发为阳极金属体积电化学当量(mm3/A.h),i为电流密度(A/mm2)在恒电流电化学修形中,齿面各点去除厚度为的最小值17时,a=1517=0.012rad,因此只要幅角增量取得足够小,计算精度能满足要求由此可知,齿间场域可简化为如所示的扇形圆环场域,U为阳极与阴极间的电势差,计算场域的边界为ABCDEFGH,其中AB为阴极表面,CD为齿顶圆,GH为齿根圆,DEFG为齿面,E为修形起始点,F为基圆与齿廓的交点(基点),AH为齿间对称线,BC为轮齿对称线。计算场域的边界条件可表示为3.3齿面电流密度的计算与分析由齿面电流密度的基本公式i=根据差分运算求得齿间区域电势分布,可分别求出齿面上某点沿径向和圆弧网格切线方向的电流密度分量,然后进行矢量求和运算,计算出该点的电流密度值。
  径向电流密度2」=入9,。丨-9.丨-丨基于以上的分析和建模,要对电化学修形过程中的电化学反应区域内的电势分布和齿面电流密度分布进行计算,可用Fortran语言编制电化学齿轮修形电场数值计算程序。
  在不同的齿轮参数(模数、齿数等)和加工参数(极间距离、加工电压等)的条件下,计算出轮齿加工区域各点的电势分布及电流密度分布,计算结果表明:采用圆环阴极和平板电极对齿轮修形时,轮齿齿顶处电势梯度最大,电流密度也最大;齿面自齿顶到齿根电势梯度逐渐减小,在齿根处电流密度几乎为零;在阴极上电流密度基本上为均匀分布。
  通过计算,各种因素对电流分布的影响如下:(1)其它参数不变时,齿轮模数小,则齿面上电流密度值整体较高;齿轮模数大,电流密度普遍较低;但当模数增大到一定的值后,电流密度降低的幅度越来越小,如所示。(2)齿数变化对电流密度分布的影响相对较小。(3)极间距离越小,电流密度越大,齿顶与齿根的电流密度差值越大。(4)其它参数不变时,齿面各处的电流密度随电势差的增大而成比例增大,如所示(5)其它条件不变时,溶液电导率增大,齿面电流密度成比例增大各种因素对电流分企业技术开发布的影响均可用图示,但限于篇幅仅给出两个图。
  对齿向的齿面分析发现,边界处电流密度比其它部位大得多。因此,可证明圆环阴极和平板电极的设计方案是合理的。修形过程中,若实际齿轮参数发生变化或者修形量与修形区域偏离要求时,可按有关规律对加工参数予以适当的调整,对阴极结构、尺寸进行修正和优选,以满足实际加工的需要。KmA/mm)4结论电化学加工是一种极有价值的特种工艺,对解决硬脆材料加工的难题具有独到的优势,具有实用、高效、经济等特点,在实际应用中值得很好地推广;建立了齿轮电化学修形中加工电场的laplace方程,根据实际加工方法确定了边界条件,并对电化学修形齿面电场分布进行了数值模拟计算,论证了阴极设计的合理性;分析影响齿轮轮齿表面的电流密度分布因素,为工艺的实现与参数的调控提供指导性的依据。□

相关新闻

  • 暂无相关内容