本文關(guān)鍵詞：直齒圓柱齒輪滾軋成形實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)與開發(fā)

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【摘要】：齒輪是應(yīng)用范圍最廣的機(jī)械傳動(dòng)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(xué)性能要求的日益提高,高精高效生產(chǎn)齒輪是發(fā)展的必然趨勢。結(jié)合軋制成形的工藝特點(diǎn)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(chǎn)效率高、成形精度高等優(yōu)點(diǎn),而且成形齒輪的硬度、接觸及彎曲疲勞強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)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(shí)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?qū)嶒?yàn)研究階段,而針對直齒圓柱齒輪滾軋成形裝置及設(shè)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(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)裝置的基本結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)方式,依據(jù)繪制的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)原理圖,對裝置的布局進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化,確定了實(shí)驗(yàn)裝置的總體布局方案。通過對比逐步進(jìn)給滾軋與連續(xù)進(jìn)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(jìn)行了有限元數(shù)值模擬分析,獲得了整個(gè)滾軋成形過程所需的滾軋力及滾軋力矩,用以指導(dǎo)齒輪滾軋成形實(shí)驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì),據(jù)此設(shè)計(jì)了齒輪滾軋成形裝置的零部件結(jié)構(gòu),并對其進(jìn)行強(qiáng)度校核,根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置的功率、扭矩、轉(zhuǎn)速等要求,選配伺服電機(jī)、減速器及PLC等,完成零部件的加工制造與實(shí)驗(yàn)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(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置。為驗(yàn)證滾軋成形齒輪工藝的可行性及數(shù)值模擬分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,借助設(shè)計(jì)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了滾軋成形實(shí)驗(yàn),對所開發(fā)的齒輪滾軋成形實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行測試。針對不同初始進(jìn)給咬入量對滾壓輪與坯料之間打滑現(xiàn)象的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)裝置的運(yùn)行精度,對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了誤差分析,分析了存在的問題并給出改進(jìn)措施。
【關(guān)鍵詞】：直齒圓柱齒輪 滾軋成形工藝 實(shí)驗(yàn)裝置 設(shè)計(jì)制造
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(shè)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(nèi)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(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)24-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)原理分析24-25
• 2.2 齒輪滾軋運(yùn)動(dòng)控制25-28
• 2.2.1 軸向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)25-26
• 2.2.2 徑向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)26-28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)裝置總體布局設(shè)計(jì)28-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 齒輪滾軋成形實(shí)驗(yàn)裝置力能參數(shù)確定32-52
• 3.1 目標(biāo)齒輪與滾壓輪的選取32-38
• 3.1.1 目標(biāo)齒輪的選取32-35
• 3.1.2 滾壓輪的選取35-36
• 3.1.3 目標(biāo)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(jìn)給咬入階段43-44
• 3.3.3 旋轉(zhuǎn)分齒階段44-46
• 3.3.4 連續(xù)進(jìn)給旋轉(zhuǎn)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(jié)50-52
• 第四章 齒輪滾軋裝置零部件設(shè)計(jì)及制造52-78
• 4.1 軸的設(shè)計(jì)52-61
• 4.1.1 軸的強(qiáng)度計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52-56
• 4.1.2 軸的彈性變形分析56-61
• 4.2 軸承的選擇與強(qiáng)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(qiáng)度校核62-63
• 4.3 電機(jī)的選取63-65
• 4.3.1 步進(jìn)電機(jī)與伺服電機(jī)的對比63-64
• 4.3.2 伺服電機(jī)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)69-71
• 4.7.1 進(jìn)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(shí)驗(yàn)裝置裝配與改進(jìn)71-76
• 4.8.1 零部件加工與熱處理71-72
• 4.8.2 實(shí)驗(yàn)裝置總裝配72-74
• 4.8.3 實(shí)驗(yàn)裝置問題與改進(jìn)74-76
• 4.9 本章小結(jié)76-78
• 第五章 齒輪滾軋成形實(shí)驗(yàn)裝置測試78-88
• 5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>78-79
• 5.2 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置精度測試82-85
• 5.4 裝置評估與改進(jìn)85-86
• 5.5 本章小結(jié)86-88
• 第六章 結(jié)論與展望88-90
• 6.1 結(jié)論88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-93
• 致謝93-94
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表94

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本文編號：1120734