發(fā)布時間：2017-08-25 00:20

  本文關(guān)鍵詞：漸開線齒輪展成軋制過程模擬及實驗研究

  更多相關(guān)文章： 漸開線齒輪 軋制成形 有限元模擬 材料流動 微觀組織演變

【摘要】：齒輪展成軋制成形作為齒輪體積成型的一種,其成型件具有較好的齒廓精度和輪齒強度,材料利用率也大大提高。然而,由于齒輪軋制對軋輪設(shè)計水平和軋制設(shè)備運動精度要求較高,在國內(nèi)的齒輪加工行業(yè)應(yīng)用尚不廣泛。齒輪展成軋制缺乏大量的模擬和實踐,特別是在齒輪軋制實際加工實驗、成型件的微觀組織變化方面缺乏深入探討,這進一步限制了齒輪展成軋制加工方法的推廣。為解決上述問題,本文主要進行了如下幾個方面的研究:(1)結(jié)合漸開線齒輪齒廓特點,討論漸開線齒輪展成軋制中坯料、軋輪設(shè)計中的保證正確分度的條件。以齒輪嚙合原理為基礎(chǔ),從軋制中軋輪和坯料的相對運動情況的角度對軋制完成后的輪齒形狀進行預(yù)測;(2)利用Deform軟件對齒輪的徑向、軸向軋制加工方法進行模擬,研究不同加工方式之間輪齒應(yīng)力應(yīng)變分布、軋制力的差異。通過軋制過程中的流線網(wǎng)格變化模擬對材料的具體流動方式進行直觀地研究和探討。對模擬軋制成形的齒廓同理論計算所推得的齒廓變形進行對比,印證理論計算的可靠性。通過對軋制缺陷的模擬,研究各類常見缺陷的形成機理,并提出初步的解決方案。(3)通過搭建的齒輪軋制實驗平臺進行軋制件的實際加工,研究成型件的形狀和微觀組織的變化情況。通過觀察成型件不同位置的微觀組織形貌,結(jié)合有限元分析結(jié)果,研究成型件的性能特點。(4)對比分析不同溫度下軋制方法的各自優(yōu)缺點,以常用的齒輪鋼20Cr MnTi為例,結(jié)合熱模擬壓縮實驗結(jié)果,研究溫度變化對于齒輪軋制方法參數(shù)和成型件微觀組織的影響。通過有限元熱力耦合分析得到成形的溫度場分布情況,以材料的在熱加工過程中的軟化理論和晶粒細化理論為基礎(chǔ),從材料的角度預(yù)測經(jīng)過不同溫度加工后成型件的性能差異。通過本文的研究,將對漸開線齒輪的展成軋制方法進行比較全面的探索,對軋制過程中的材料流動和成型件的微觀組織演變進行詳細的分析,對齒輪展成軋制加工的進一步研究提供了有力的支撐。
【關(guān)鍵詞】：漸開線齒輪 軋制成形 有限元模擬 材料流動 微觀組織演變
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG61;TG335
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 齒輪加工方法概述9-10
• 1.1.1 齒輪輪齒的傳統(tǒng)切削加工方法9-10
• 1.1.2 齒輪輪齒的少無屑加工方法10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢10-13
• 1.2.1 齒輪塑性成形方法研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 齒輪成形件微觀組織研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題學(xué)術(shù)意義和實用價值13
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容13-15
• 2 齒輪展成軋制基本原理15-25
• 2.1 齒輪展成軋制概述15-16
• 2.2 坯料與軋輪間的正確分齒條件16-18
• 2.3 軋輪與坯料的相對運動對材料流動的影響18-23
• 2.3.1 軋輪與坯料輪齒成形階段相對運動分析18-21
• 2.3.2 基于相對運動關(guān)系的材料流動行為分析21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 3 齒輪展成軋制成型的數(shù)值模擬方法25-35
• 3.1 齒輪軋制數(shù)值模擬理論基礎(chǔ)25-28
• 3.1.1 非線性有限元模擬的理論基礎(chǔ)25-27
• 3.1.2 Deform有限單元分析軟件簡介27-28
• 3.2 目標齒輪參數(shù)和坯料尺寸的計算28-31
• 3.3 齒輪軋制有限元分析方法31-34
• 3.3.1 齒輪徑向軋制的有限元分析方法31-33
• 3.3.2 齒輪軸向軋制的有限元分析方法33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 齒輪軋制加工的數(shù)值模擬結(jié)果分析35-59
• 4.1 齒輪徑向軋制模擬結(jié)果分析35-43
• 4.1.1 齒輪展成軋制過程的階段劃分35-36
• 4.1.2 齒輪徑向軋制不同階段的應(yīng)力應(yīng)變分布36-39
• 4.1.3 齒輪徑向軋制中軋制力變化情況39-40
• 4.1.4 齒輪徑向軋制中流線變化情況40-43
• 4.2 齒輪軸向軋制模擬情況分析43-50
• 4.2.1 齒輪軸向軋制的階段劃分43-45
• 4.2.2 齒輪軸向軋制不同階段的應(yīng)力應(yīng)變分布45-46
• 4.2.3 齒輪軸向軋制中軋制力變化分析46-47
• 4.2.4 沿直徑方向的流線變化情況47-50
• 4.3 齒輪反向旋轉(zhuǎn)軋制對于齒廓形狀的影響50-51
• 4.4 斜齒齒輪軋制模擬情況分析51-54
• 4.5 齒輪軋制常見成型缺陷模擬54-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 5 齒輪展成軋制成型件的實驗研究59-67
• 5.1 齒輪軋制實驗設(shè)備及成型件外觀59-61
• 5.2 成型件微觀組織檢驗步驟及分析結(jié)果61-65
• 5.2.1 金相檢驗技術(shù)簡介62
• 5.2.2 金相制樣流程及腐蝕劑的選擇62-63
• 5.2.3 齒輪徑向軋制金相實驗及結(jié)果分析63-65
• 5.3 微觀組織變化與輪齒強化的關(guān)系65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 6 齒輪中溫展成軋制成形過程分析67-77
• 6.1 齒輪溫軋、熱軋成形方法特點67-68
• 6.2 材料加工性能隨溫度的變化對齒輪軋制加工的影響68-71
• 6.2.1 20CrMnTi的熱壓縮曲線68-70
• 6.2.2 熱成型下微觀組織變化對軋制成型件影響70-71
• 6.3 軋制過程中的有限元熱力耦合分析71-76
• 6.3.1 軋制過程中的溫度場分布情況71-75
• 6.3.2 溫度變化對軋制力的影響75-76
• 6.4 本章小結(jié)76-77
• 7 總結(jié)與展望77-81
• 7.1 總結(jié)77-78
• 7.2 展望78-81
• 致謝81-83
• 參考文獻83-87
• 附錄87
• A. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文87
• B. 作者在攻讀碩士學(xué)位期間參與的項目87

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓繼光,劉少剛;偏心漸開線齒輪傳動函數(shù)的研究[J];林業(yè)機械與木工設(shè)備;2003年12期

2 趙瑞文;;精確繪制漸開線齒輪齒形[J];粉末冶金技術(shù);2012年06期

3 戴少生;漸開線齒輪的齒形畫法[J];云南建材;1981年01期

4 Г.Я.Гафанович;唐啟昌;;漸開線專用基準[J];國外計量;1977年06期

5 秦秉常;圓弧代漸開線法在工具制造中的應(yīng)用[J];汽車技術(shù);1990年01期

6 郭建強,徐燕申,李佳,彭澤民;反漸開線函數(shù)的幾種求解方法[J];工具技術(shù);1997年01期

7 陳長生;漸開線齒輪齒槽輪廓的數(shù)學(xué)描述[J];煤礦機械;2005年04期

8 冉啟軍;張玉峰;白紅英;;漸開線齒輪的測量計算[J];金屬加工(冷加工);2010年20期

9 劉政昆;間歇漸開線齒輪機構(gòu)運動特性的改善及其變位計算[J];北方輕工學(xué)報;1980年00期

10 孟憲源;;漸開線齒輪疲勞壽命的預(yù)測方法[J];礦山機械;1988年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 范迅;;擺線-漸開線復(fù)合齒形齒輪耐磨性的研究[A];第一屆全國青年摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];1991年

2 劉哲;陳定方;陸忠華;;基于ANSYS的漸開線齒輪建模和有限元分析[A];湖北省機械工程學(xué)會設(shè)計與傳動學(xué)會、武漢機械設(shè)計與傳動學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集（1）[C];2008年

3 昂雪野;管莉娜;;基于AutoCAD漸開線齒輪范成仿真程序設(shè)計[A];中國圖學(xué)新進展2007——第一屆中國圖學(xué)大會暨第十屆華東六省一市工程圖學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

4 王為;任歡;;基于Pro/E的漸開線齒輪的參數(shù)化設(shè)計及運動仿真[A];湖北省機械工程學(xué)會設(shè)計與傳動學(xué)會、武漢機械設(shè)計與傳動學(xué)會2008年學(xué)術(shù)年會論文集（2）[C];2008年

5 張國海;王保民;;少齒數(shù)漸開線齒輪副相對滑動的分析與研究[A];第十三屆全國機構(gòu)學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李秀蓮;非對稱漸開線齒輪傳動特性及應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];江蘇大學(xué);2012年

2 婁志峰;基準級漸開線測試理論與技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 倪高翔;漸開線變齒厚齒輪傳動設(shè)計與嚙合特性研究[D];重慶大學(xué);2015年

2 王瑞雪;基于熱固耦合的雙漸開線齒輪振動分析[D];青島科技大學(xué);2016年

3 周萬峰;雙漸開線齒輪接觸特性研究[D];青島科技大學(xué);2016年

4 房美娟;新型環(huán)面漸開線齒輪傳動應(yīng)力分析及試驗研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

5 李紱;漸開線齒輪展成軋制過程模擬及實驗研究[D];重慶大學(xué);2016年

6 李鳳吉;雙漸開線齒輪接觸強度分析及試驗研究[D];重慶大學(xué);2008年

7 陶凌峰;分階式雙漸開線齒輪與普通漸開線齒輪的性能對比分析[D];重慶大學(xué);2005年

8 徐曉東;非對稱漸開線齒輪的嚙合特性及應(yīng)力分析研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

9 卞文;螺旋漸開線齒輪嚙合原理和設(shè)計研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

10 張召強;雙漸開線齒輪彈流潤滑研究及動力學(xué)接觸分析[D];青島科技大學(xué);2014年

，

本文編號：733970