本文關鍵詞：直齒圓柱齒輪滾軋成形實驗裝置設計與開發(fā)

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【摘要】：齒輪是應用范圍最廣的機械傳動零件。隨著齒輪需求量的增大及對成形齒輪的精度和綜合力學性能要求的日益提高,高精高效生產齒輪是發(fā)展的必然趨勢。結合軋制成形的工藝特點與精密鍛造的成形優(yōu)勢,提出了采用滾軋工藝成形直齒圓柱齒輪的新方法,該方法不僅具有原材料消耗少、投入成本低、生產效率高、成形精度高等優(yōu)點,而且成形齒輪的硬度、接觸及彎曲疲勞強度、抗沖擊強度、耐磨性等都得到提高,有效解決了鍛造或擠壓成形齒輪時的齒形型腔充料不足、成形壓力過大、脫模困難等問題。目前,對齒輪滾軋成形工藝的研究基本上都處于理論分析或實驗研究階段,而針對直齒圓柱齒輪滾軋成形裝置及設備的開發(fā)研究卻很少,本文將對直齒圓柱齒輪滾軋成形實驗裝置進行設計開發(fā)。本文根據(jù)齒輪滾軋成形工藝的原理,分析給出了實驗裝置的基本結構及其運動方式,依據(jù)繪制的實驗裝置結構原理圖,對裝置的布局進行了設計優(yōu)化,確定了實驗裝置的總體布局方案。通過對比逐步進給滾軋與連續(xù)進給滾軋確定滾軋工序,借助DEFORM-3D軟件建立齒輪滾軋模型,對齒輪滾軋成形過程進行了有限元數(shù)值模擬分析,獲得了整個滾軋成形過程所需的滾軋力及滾軋力矩,用以指導齒輪滾軋成形實驗裝置的設計,據(jù)此設計了齒輪滾軋成形裝置的零部件結構,并對其進行強度校核,根據(jù)實驗裝置的功率、扭矩、轉速等要求,選配伺服電機、減速器及PLC等,完成零部件的加工制造與實驗裝置的總裝配,針對齒輪滾軋過程出現(xiàn)的問題,不斷完善改進實驗裝置。為驗證滾軋成形齒輪工藝的可行性及數(shù)值模擬分析結果的準確性和可靠性,借助設計開發(fā)的實驗裝置進行了滾軋成形實驗,對所開發(fā)的齒輪滾軋成形實驗裝置進行測試。針對不同初始進給咬入量對滾壓輪與坯料之間打滑現(xiàn)象的影響進行了實驗研究,驗證實驗裝置的運行精度,對實驗過程進行了誤差分析,分析了存在的問題并給出改進措施。
【關鍵詞】：直齒圓柱齒輪 滾軋成形工藝 實驗裝置 設計制造
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG61;TG306
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSRTACT12-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 齒輪成形工藝14-16
• 1.2 齒輪滾軋成形工藝16-20
• 1.2.1 齒輪滾軋成形工藝簡介16-18
• 1.2.2 滾軋成形設備研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 課題的提出20-24
• 1.3.1 選題意義20-21
• 1.3.2 研究內容21-22
• 1.3.3 研究方法及可行性分析22-24
• 第二章 齒輪滾軋成形實驗裝置設計24-32
• 2.1 實驗裝置結構原理分析24-25
• 2.2 齒輪滾軋運動控制25-28
• 2.2.1 軸向的旋轉運動25-26
• 2.2.2 徑向的進給運動26-28
• 2.3 實驗裝置總體布局設計28-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第三章 齒輪滾軋成形實驗裝置力能參數(shù)確定32-52
• 3.1 目標齒輪與滾壓輪的選取32-38
• 3.1.1 目標齒輪的選取32-35
• 3.1.2 滾壓輪的選取35-36
• 3.1.3 目標齒輪初始坯料尺寸的確定36-38
• 3.2 滾軋工藝過程的確定38-41
• 3.2.1 齒輪滾軋成形的分度38-40
• 3.2.2 滾軋工序的確定40-41
• 3.3 直齒圓柱齒輪滾軋成形數(shù)值模擬41-50
• 3.3.1 齒輪滾軋模型的建立41-43
• 3.3.2 初始定值進給咬入階段43-44
• 3.3.3 旋轉分齒階段44-46
• 3.3.4 連續(xù)進給旋轉滾齒階段46-47
• 3.3.5 滾軋力與滾軋力矩的確定47-50
• 3.4 本章小結50-52
• 第四章 齒輪滾軋裝置零部件設計及制造52-78
• 4.1 軸的設計52-61
• 4.1.1 軸的強度計算與結構設計52-56
• 4.1.2 軸的彈性變形分析56-61
• 4.2 軸承的選擇與強度校核61-63
• 4.2.1 軸承類型的選擇61-62
• 4.2.2 軸承型號的確定及強度校核62-63
• 4.3 電機的選取63-65
• 4.3.1 步進電機與伺服電機的對比63-64
• 4.3.2 伺服電機的選型64-65
• 4.4 減速器的選取65-66
• 4.5 聯(lián)軸器的選擇66-68
• 4.5.1 聯(lián)軸器類型的確定67
• 4.5.2 減速器與齒輪軸之間聯(lián)軸器的選擇67-68
• 4.6 PLC的選擇68-69
• 4.7 其他主要零部件的結構設計69-71
• 4.7.1 進給絲杠69-70
• 4.7.2 軸承底座70
• 4.7.3 減速器法蘭座70-71
• 4.8 零部件加工及實驗裝置裝配與改進71-76
• 4.8.1 零部件加工與熱處理71-72
• 4.8.2 實驗裝置總裝配72-74
• 4.8.3 實驗裝置問題與改進74-76
• 4.9 本章小結76-78
• 第五章 齒輪滾軋成形實驗裝置測試78-88
• 5.1 實驗目的78-79
• 5.2 實驗裝置測試方案79-82
• 5.2.1 先鉛后鋁79-80
• 5.2.2 先未封閉后封閉80-81
• 5.2.3 先單滾壓輪后雙滾壓輪81-82
• 5.3 實驗裝置精度測試82-85
• 5.4 裝置評估與改進85-86
• 5.5 本章小結86-88
• 第六章 結論與展望88-90
• 6.1 結論88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻90-93
• 致謝93-94
• 學位論文評閱及答辯情況表94

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