齒輪是典型的機械傳動零部件之一,被廣泛的應用在航天、汽車、機械、冶金等行業(yè)當中。隨著我國工業(yè)快速發(fā)展,齒輪發(fā)揮著其它機械零件不可替代的作用。齒輪在實際生產中,塑性成形法越來越被人們所重視。然而塑性成形法加工生產出的齒輪不僅成形載荷過大,而且對加工設備規(guī)格要求高,加工一個直徑超過一米的齒輪,往往需要數以萬噸的液壓設備,無法應用在大型齒輪的加工生產上。本課題以模數為20,齒數為60,直徑超過一米的大型齒輪為主要研究對象,設計出一種新型大型齒輪局部加載熱成形的方法。該成形工藝利用電磁感應加熱原理對圓柱形狀的坯料進行局部快速加熱,使坯料始鍛造溫度達到理想溫度,隨后置于頂件器上,與凸模保持相同運動方向,將坯料壓入凹模型腔當中。由于凸模和凹模型腔的共同作用,坯料最外層發(fā)生塑性變形,齒輪齒形在這一過程中逐漸成形,因坯料內部為剛性區(qū)域,故不發(fā)生形變。本文以模數為20,齒數為60的大型齒輪的兩個齒進行局部加載熱數值模擬,運用DEFORM-3D有限元軟件分析了成形過程中的金屬流動規(guī)律以及載荷行程曲線。此外,還探究分析了局部加載熱成形過程中坯料始鍛造溫度T、模具預加熱溫度t、坯料與模具之間的摩擦系數?、凸模... 

【文章頁數】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 齒輪主要加工方法
    1.3 圓柱直齒輪成形技術研究現狀與發(fā)展趨勢
        1.3.1 齒輪冷鍛
        1.3.2 齒輪熱鍛
        1.3.3 齒輪溫鍛
    1.4 課題研究背景和意義
    1.5 課題主要研究內容
第2章 大型齒輪局部加載熱成形工藝原理
    2.1 引言
    2.2 大型齒輪結構尺寸參數
    2.3 大型齒輪局部加載成形工藝原理
        2.3.1 大型齒輪齒形塑性變形區(qū)的特點
        2.3.2 大型齒輪齒形成形局部加熱、局部加載工藝原理
    2.4 大型齒輪局部成形工藝的優(yōu)點
    2.5 本章小結
第3章 感應加熱溫度場分布規(guī)律研究
    3.1 引言
    3.2 電磁感應加熱原理
        3.2.1 焦耳-楞次定律
        3.2.2 法拉第電磁感應定律
        3.2.3 感應電流的集膚效應
        3.2.4 圓環(huán)效應
        3.2.5 感應電流的穿透深度
    3.3 電感應加熱參數
        3.3.1 感應加熱電源頻率的選擇
        3.3.2 感應加熱線圈設計
        3.3.3 感應線圈主要參數
    3.4 電磁感應加熱有限元模型的建立
        3.4.1 有限元模型導入
        3.4.2 坯料的網格劃分
        3.4.3 邊界條件設置
    3.5 感應加熱有限元模擬結果及分析
        3.5.1 電源頻率的選擇對溫度分布的影響規(guī)律
        3.5.2 電流密度對溫度分布的影響規(guī)律
        3.5.3 加熱時間對溫度分布的影響規(guī)律
    3.6 本章小結
第4章 大型齒輪局部加載熱成形有限元模擬分析
    4.1 引言
    4.2 有限元處理過程的幾個關鍵問題
        4.2.1 網絡自動重新劃分
        4.2.2 摩擦邊界條件
        4.2.3 模擬加載步長的確定
    4.3 有限元模型的建立
    4.4 局部加載熱成形金屬流動規(guī)律及載荷曲線
        4.4.1 金屬流動規(guī)律
        4.4.2 成形載荷曲線
    4.5 局部加載熱成形工藝參數模擬分析
        4.5.1 坯料始鍛造溫度對成形的影響
        4.5.2 模具溫度對成形的影響
        4.5.3 摩擦系數μ對成形的影響
        4.5.4 局部加載熱成形速度對成形的影響
        4.5.5 凹模成形段弧長對成形的影響
    4.6 工藝對比及優(yōu)選工藝參數
    4.7 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3718897