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螺旋齿轮温精密塑性成形数值模拟

吴昊

   本文对螺旋齿轮温精密塑性成形进行数值模拟分析。采用温精密塑性成形工艺成形螺旋齿轮,相对于传统工艺,可以降低能耗提高工效和齿轮强度。 利用三维造型软件UG对螺旋齿轮进行参数化建模。采用有限元数值模拟软件DEFORM-3D对螺旋齿轮的闭式模锻工艺进行了数值模拟分析,选择了温度、摩擦因子、模数、螺旋角、锥角等参数,进行了多次模拟,得到成形过程中的等效应力、应变分布图以及载荷—行程曲线图。根据模拟结果对比分析了以上诸参数对成形工艺的影响,从而获得了它们对成形过程的影响规律,为螺旋齿轮精锻成形工艺的研究提供了有效依据。 汽车变速箱里螺旋圆柱齿轮闭式模锻成形,采用两种坯料,一种是带凸台坯料,还有一种是圆棒形坯料。圆棒形坯料相对于带凸台坯料,容易加工,而且节省材料。通过对其数值模拟分析,发现两种坯料成形大致相同,圆棒形坯料成形时由于应变值大,相应载荷也稍大于带凸台坯料。在其成形时,坯料向齿腔充填时,齿根处所受等效应力、等效应变较大。在最后充填阶段,齿顶处所受等效应力,等效应变较大。 螺旋伞齿轮精密塑性成形采用两种成形方案来研究,一种是闭式模锻,一种是摆动辗压成形。螺旋伞齿轮摆动辗压成形,接触区域内坯料上端金属先发生变形充填齿腔,金属沿着轮齿螺旋面自上而下逐渐充填齿腔,下端齿腔在最后得到完全充填。摆动辗压成形最终载荷为550KN,是条件相同模锻成形载荷值1/9,且金属流动分布均匀,没有发生交汇,避免金属折叠缺陷产生。 就螺旋齿轮锻件不易脱模关键性问题,设计出向心轴承式结构凹模,当螺旋齿轮锻件被顶出时,凹模沿齿轮轴线做同步旋转,锻件被旋出凹模。……   
[关键词]:螺旋齿轮;塑性成形;数值模拟;闭式模锻;摆动辗压
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:合肥工业大学2008年