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直齿圆柱齿轮冷精锻成形数值模拟及齿形修形研究

席庆坡

  目前,齿轮的主要加工方式仍然是切削加工或者先热锻,后机加工,这导致生产成本高昂,效率低下。与传统成形方法加工的齿轮相比,精锻齿轮具有无飞边、无后续机加工等优点,从而节省原材料和能源耗费,降低成本和提高生产率,具有显著的经济效益。近年来,齿轮精锻技术的研究越来越活跃。作为国家十五“863”计划,本文针对直齿圆柱齿轮精锻工艺相关技术进行了研究。本文采用数值模拟和试验研究相结合的手段进行研究。利用VBA完成了渐开线齿轮几何造型和模型建立,解决了在AutoCAD2000下不能绘制渐开线齿形的问题;介绍了刚塑性有限元法基本原理,并探讨了迭代收敛、网格重分等几个关键问题;对浮动凹模和中空分流等工艺进行了数值模拟和试验研究,分析了影响径向充填的关键因素,尤其是摩擦系数对成形的影响,提出了改善充填状况的方法,提出了均衡成形思想。针对DEFORM-3D软件后处理功能的不足,研究了数值模拟后处理方法,得到了工件的边界曲线,为进一步的高精度模拟分析提供了手段;比较了当前精锻齿形修形方法,用数值模拟和试验相结合的手段,分析了精锻过程中各环节对齿形精度的影响,用弹性有限元法模拟了模具的弹性受力变形和齿轮出模弹性回复对齿形精度的影响,得到了模具齿形的变化规律,并提出了全新的修形方案;最后,采用本文的工艺手段和精度控制措施,进行了一系列齿轮精锻试验,并进行了小批量的生摘要产。本文最后对成形齿轮进行了精确测量,结果显示,成形齿轮精度达到国家8级水平。本文的研究工作为最终863科研任务的完成奠定了基础。……   
[关键词]:直齿圆柱齿轮;冷精锻;数值模拟;修形
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:机械科学研究院2003年