本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)值模擬的多排鏈輪半精鍛成形研究

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【摘要】：多排鏈輪與傳動(dòng)鏈條相配合，用來(lái)傳遞和轉(zhuǎn)移平行軸之間的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，被廣泛應(yīng)用在機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)中。多排鏈輪作為一種帶齒的異形件，其零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工作環(huán)境比較惡劣，在實(shí)際工作中對(duì)其強(qiáng)度和耐磨性有著相對(duì)較高的要求。通常情況下，多排鏈輪是通過(guò)鑄造、鍛造或切削加工的方法進(jìn)行生產(chǎn)。該方法生產(chǎn)的鏈輪工件其齒形部位的加工余量大，齒面粗糙度高，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，并且強(qiáng)度相對(duì)較低，耐磨性較差。在實(shí)際應(yīng)用中很容易使鏈輪傳動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)、滑鏈、跳鏈及打轉(zhuǎn)等不利現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了鏈傳動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并降低了機(jī)械設(shè)備的服役壽命和周期。 針對(duì)上述問(wèn)題，本文采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法，以多排鏈輪(鏈號(hào)06B)為研究對(duì)象，結(jié)合國(guó)標(biāo)GB/T1243-2006的規(guī)定，分析了多排鏈輪零件的幾何造型，齒形特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)特征，提出了多排鏈輪半精密模鍛成形新工藝，并在此工藝基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出“兩圓弧一直線(xiàn)”的鍛件新型齒廓。利用有限元軟件Deform-3D V10.2模擬分析了多排鏈輪半精密模鍛成形過(guò)程中坯料的變形與充型情況，對(duì)鏈輪鍛件的齒形加工余量、坯料形狀、連皮位置及凸模芯子直徑等關(guān)鍵參量進(jìn)行了優(yōu)化，確定了多排鏈輪半精鍛鍛件的最佳結(jié)構(gòu)型式。根據(jù)有限元模擬的結(jié)果設(shè)計(jì)出了實(shí)心坯料和空心坯料的兩種鍛件圖，確定出了模具成形部位零件的最佳結(jié)構(gòu)形式，并分別設(shè)計(jì)了帶緣凸模、預(yù)應(yīng)力式凹模、鏈輪頂塊等關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)。利用模擬軟件中的受力分析模塊對(duì)凹模模芯和預(yù)應(yīng)力圈結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行了強(qiáng)度的校核，最后給出了多排鏈輪半精鍛成形的浮動(dòng)模具結(jié)構(gòu)圖，并運(yùn)用該結(jié)構(gòu)形式的模具進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。 模擬結(jié)果還表明：實(shí)心坯料和空心坯料在齒腔充滿(mǎn)時(shí)的最大等效應(yīng)力分別為133MPa和147MPa，實(shí)心坯料在相同條件下的應(yīng)力集中程度和各處的形變應(yīng)力比空心坯料小。連皮位置取距離下端面鍛件高度的1/3處，凸模芯子直徑取26mm時(shí)較為合理。凹模模芯沿其軸向和徑向分布的最大等效應(yīng)力分別為1380.46MPa和1226.83MPa；預(yù)應(yīng)力圈沿其軸向和徑向分布的最大等效應(yīng)力分別為808.41MPa和856.73MPa，均明顯小于模具材料的屈服極限，雙層組合式凹模的強(qiáng)度能夠滿(mǎn)足多排鏈輪半精鍛工藝的要求。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備條件，，用1060鋁合金對(duì)多排鏈輪半精鍛成形工藝進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，得到了多排鏈輪鍛件的載荷曲線(xiàn)圖、最佳試驗(yàn)溫度、成形效果圖及外形尺寸。結(jié)果表明：利用該模具生產(chǎn)的鏈輪鍛件其齒形填充飽滿(mǎn)、齒廓形狀規(guī)整、殘余飛邊量少；當(dāng)坯料在室溫條件下成形時(shí)，實(shí)心坯料和空心坯料在鍛造完成時(shí)的最大載荷分別為1784.79KN和1468.48KN；當(dāng)坯料在350℃條件下成形時(shí)，試驗(yàn)的最大成形載荷為884.23KN，模擬的最大成形載荷為854.24KN。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相吻合，充分證明了多排鏈輪半精鍛成形工藝的可行性和模具設(shè)計(jì)的合理性。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG316

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張國(guó)清;自行車(chē)大鏈輪沖壓工藝的改進(jìn)[J];鍛壓機(jī)械;1988年01期

2 王忠雷;趙國(guó)群;;精密鍛造技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J];精密成形工程;2009年01期

3 謝談,賈德偉,蔣鵬,尉哲;精密塑性成形技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用與進(jìn)展[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2001年07期

4 楊叔子;吳波;李斌;;再論先進(jìn)制造技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2006年01期

5 劉東華;錢(qián)曉泰;;汽車(chē)鐵基粉末冶金零件新進(jìn)展[J];金屬材料與冶金工程;2013年04期

6 高樹(shù)勛;張秀國(guó);;基于有限元分析的刮板輸送機(jī)鏈輪機(jī)械模態(tài)研究[J];煤炭技術(shù);2013年12期

7 王饋川;郭東運(yùn);李彬;;數(shù)控火焰切割機(jī)制造鏈輪的探討[J];金屬加工(熱加工);2012年04期

8 黃小龍;黎向鋒;左敦穩(wěn);梁瑜軒;史大彬;;內(nèi)螺紋冷擠壓成形過(guò)程數(shù)值模擬[J];塑性工程學(xué)報(bào);2012年02期

9 王炯;李萍;薛克敏;周結(jié)魁;田莊;汪長(zhǎng)開(kāi);;大模數(shù)半軸齒輪溫精鍛成形數(shù)值模擬及試驗(yàn)[J];塑性工程學(xué)報(bào);2013年01期

10 張咸華;;鏈輪的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)[J];平原大學(xué)學(xué)報(bào);2006年02期

本文編號(hào)：1244520