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三牙輪鉆頭齒孔裝配應(yīng)力是影響鉆頭正常使用的重要因素之一袁垄，其中齒孔過盈量的大小是一個(gè)非常重要的問題宿拔。本文采用應(yīng)變電測(cè)法對(duì)三牙輪鉆頭齒孔表面進(jìn)行了裝配應(yīng)力測(cè)試和分析，這對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)和加工過程中的過盈量的控制有重要意義鼓临。

測(cè)試目的

本次測(cè)試的目的是研究不同過盈量下齒孔表面的裝配應(yīng)力以及同排视甩、異排鄰孔壓齒對(duì)測(cè)試孔孔表裝配應(yīng)力的影響。

測(cè)試方案

本次測(cè)試采用南京聚航科技有限的JHYC靜態(tài)應(yīng)變儀角黍，全軟件設(shè)置电爹，多通道應(yīng)變值實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)保存料睛，可自動(dòng)生成報(bào)表丐箩，功能多樣。

測(cè)試件牙輪材料屈服強(qiáng)度：1095MPa恤煞；測(cè)試孔直徑：20mm屎勘；測(cè)試過盈量：（C5、1居扒、2）0.05mm概漱；（C1、3喜喂、4）0.08mm瓤摧；（C3、5玉吁、6）0.12mm照弥。

測(cè)試步驟

1. 分別在C1、C3诈茧、C5三個(gè)齒孔表面粘貼應(yīng)變片铡畜，應(yīng)變片距齒孔邊沿的距離為0.5mm；

2. 壓C5齒粗线，測(cè)其表面應(yīng)變那梭，然后壓1齒，測(cè)C5齒應(yīng)變蚂霎，壓2齒竣恃，測(cè)C5應(yīng)變；

3. 分別壓C1贷挠、3筝驱、4；C3春环、5耽炎、6齒展嘲，測(cè)C1、C3應(yīng)變贱着。

測(cè)試結(jié)果及分析

不同過盈量下壓齒孔口表面的應(yīng)力測(cè)試

按中值曾探、上限值、超限值3種情況分別壓齒征字，分別測(cè)出孔口表面的應(yīng)變都弹，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，見表1和表2匙姜。

測(cè)試結(jié)果表明

1. 當(dāng)過盈量為0.05mm時(shí)畅厢，徑向應(yīng)力為壓應(yīng)力，周向應(yīng)力母線方向?yàn)槔瓚?yīng)力氮昧，齒圈方向?yàn)閴簯?yīng)力框杜。從齒孔變形來看，齒圈方向變形大郭计，母線方向變形小霸琴，鑲?cè)牒辖瘕X后，齒孔變成橢圓昭伸。

2. 過盈量達(dá)到0.08mm時(shí)梧乘，過盈量增加60%，徑向壓應(yīng)力減小庐杨，減小幅度*大138.2%选调，并且出現(xiàn)拉應(yīng)力；周向均變?yōu)槔瓚?yīng)力律愉，沿母線方向周向應(yīng)力變化不大臭呀，而沿齒圈方向周向拉應(yīng)力明顯增大，變化幅度為601.2%俘巡。

3. 過盈量為0.12mm時(shí)聊树，徑向和周向應(yīng)力均為拉應(yīng)力，且周向拉應(yīng)力增大变抛，右側(cè)周向應(yīng)力增加739.50%峦筏。

由此可見，過盈量過大涡拾，導(dǎo)致孔表周向蒂鹏、徑向均受拉應(yīng)力作用，增加了裂紋產(chǎn)生的可能性胆褪。

同齒圈鄰孔牙齒影響

同排鄰孔壓齒后艳禁，測(cè)試孔的應(yīng)變和應(yīng)力變化見表3、表4狰绪。

測(cè)試結(jié)果顯示叮廉，同排鄰孔壓齒對(duì)測(cè)試孔孔表應(yīng)力有影響蛋济，但影響相對(duì)較小，大部分影響率在20%以下炮叶。

異排鄰孔壓齒影響

異排鄰孔壓齒后瘫俊，測(cè)試孔孔口表面的應(yīng)變和應(yīng)力變化見表5、表6悴灵。

測(cè)試結(jié)果表明，異排鄰孔壓齒對(duì)測(cè)試孔應(yīng)力的影響明顯大于同排齒情況骂蓖。通過對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的分析积瞒，發(fā)現(xiàn)同排齒孔間距大于異排齒孔間距，這也是導(dǎo)致異排齒孔壓齒應(yīng)力影響較大的原因之一登下。

異排鄰孔壓齒導(dǎo)致測(cè)孔上下端周向拉應(yīng)力增加幅度較大茫孔，*大可達(dá)206.15%，其影響足以導(dǎo)致測(cè)孔孔壁屈服被芳，甚至產(chǎn)生裂紋缰贝。

通過本次測(cè)試，得到以下結(jié)論

1. 單齒壓入時(shí)畔濒，齒孔變形會(huì)受到牙輪縱橫向剛度差異的影響剩晴，在一定過盈量情況下，齒孔變形呈橢圓形恬皆；

2. 隨著過盈量的增加砰声，齒孔孔表的周向應(yīng)力和徑向應(yīng)力都會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力，這是導(dǎo)致齒孔產(chǎn)生裂紋的一個(gè)重要因素众附；

3. 鄰孔壓齒對(duì)測(cè)試孔裝配應(yīng)力有明顯的影響沉南，其影響程度與齒孔孔距有關(guān)；

4. 齒孔計(jì)算模型以及牙輪設(shè)計(jì)和加工過程中刮跟，必須考慮牙輪縱橫向剛度以及鄰孔壓齒的影響劣晾。