差速器是汽車中常見的傳動部件之一,在車輛行駛中起到調(diào)節(jié)車輪轉(zhuǎn)速差的作用,其齒輪的生產(chǎn)質(zhì)量密切影響著差速器的工作性能及駕駛安全。隨著汽車產(chǎn)量的快速增長,差速器齒輪的需求量隨之節(jié)節(jié)飆升,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也大幅度提高,采用傳統(tǒng)的切削加工方法不可避免地存在加工效率低、材料利用率低等問題。冷擠壓技術(shù)是一種生產(chǎn)快速、節(jié)能環(huán)保、綠色高質(zhì)的精密塑性成形技術(shù),該成形技術(shù)能保證大批量生產(chǎn)中產(chǎn)品的質(zhì)量,節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)成本,因此高新的冷擠壓成形技術(shù)正在逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝。但由于差速器齒輪形狀結(jié)構(gòu)的特點,冷擠壓成形過程中金屬流動規(guī)律復(fù)雜,導(dǎo)致擠壓件易有成形缺陷;在擠壓過程中模具的彈性變形及成形結(jié)束后擠壓件的回彈均會影響差速器齒輪的成形精度,降低齒輪的嚙合性能,這些嚴重制約了冷擠壓技術(shù)在差速器齒輪生產(chǎn)制造中的應(yīng)用。因而,提高汽車差速器齒輪的成形質(zhì)量和成形精度對汽車零部件制造業(yè)的發(fā)展具有重要的理論意義和較高的實際應(yīng)用價值。本文以某汽車差速器齒輪為研究對象,針對正擠壓成形差速器齒輪中易有的齒形缺陷問題,使用GearTrax及SolidWorks軟件建立三維幾何模型,應(yīng)用剛塑性有限元軟件數(shù)值模擬再現(xiàn)其擠壓過程,通過觀察金屬的流動情況,提出了差速器齒輪軸向分流冷擠壓成形方法,數(shù)值模擬結(jié)果顯示采用該方法可以有效避免齒頂“缺肉”的問題分析齒形缺陷產(chǎn)生的原因,表明了該方法的可行性。為了進一步優(yōu)化此方法,研究了凸模球面直徑、入模半角、分流口臺階厚度對齒輪成形的影響規(guī)律,分析確定了最優(yōu)工藝參數(shù)。基于彈塑性有限元模擬最優(yōu)工藝參數(shù)條件下的差速器齒輪冷擠壓成形,得到模具和擠壓件彈性變形規(guī)律及回彈數(shù)據(jù)。利用MATLAB軟件將收集的節(jié)點數(shù)據(jù)進行曲線擬合從而獲得齒形輪廓線圖,直觀顯示齒面的回彈情況。懫用模具型腔返補償修形的方法,通過齒向修形和齒形修形途徑進行返補償修正,為保證能獲得精確的修形量,減少工藝試驗次數(shù),使用齒輪測量中心和齒輪嚙合儀對成形齒輪的齒面進行精度質(zhì)量檢測,經(jīng)過多次迭代試驗得到了最佳齒形型腔修形量,保證了齒面成形精度,提高了差速器齒輪的嚙合性能。
【學(xué)位單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.218.4;TG376.3
【部分圖文】：

重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文后齒形凹模的彈性變形規(guī)律和模具卸載時擠和 Matlab 擬合曲線的方法對擠壓件齒面上對差速器齒輪齒形精度及齒向精度的影響規(guī)法的研究及工藝試驗。首先通過工藝試驗完用齒輪測量中心測量擠壓件齒面坐標(biāo)偏移量；根據(jù)偏移量對模具齒形型腔進行齒向和齒移量，同時使用齒輪嚙合儀對擠壓件齒面進行綜合分析；重復(fù)前面步驟，對模具齒面速器齒輪擠壓件逐步達到所需精度。以此驗流程圖如圖 1.1 所示：

其產(chǎn)品零件圖與實物圖分別如圖2.1、2.2 所示。圖 2.1 差速器半軸齒輪零件圖 圖 2.2 差速器半軸齒輪實物圖表 2.1 半軸齒輪參數(shù)模數(shù) M/mm 齒數(shù)/Z 壓力角 /( ) 齒頂高/mm 齒根高/mm 壓力角 /( )4.8 13 25 3.888 5.928 25齒輪的部分參數(shù)如表 2.1 所示，此外分錐角為 55.3048°，根錐角為 46.4266°，頂錐角為 62.1922°，大端直徑為 63mm，材料為 20CrMnTi。根據(jù)差速器半軸齒輪

差速器齒輪作為傳遞運動與動力的扮演者，是汽車的重要零部件之一。由于差速器齒輪形狀復(fù)雜，在對其毛坯進行冷擠壓成形時，若成形工藝方案設(shè)計不合理，則冷擠壓成形后得到的汽車差速器齒輪將無法滿足安全且高質(zhì)量的傳動要求。然而在以往差速器齒輪冷擠壓成形設(shè)計中，主要考慮的因素是如何降低成形載荷、保證模具壽命、提高工作效率等問題，卻極易忽略擠壓時坯料內(nèi)部金屬流動的復(fù)雜性和不可控性，導(dǎo)致冷擠壓成形齒輪時出現(xiàn)齒形結(jié)構(gòu)缺陷現(xiàn)象，這嚴重影響到冷擠壓成形技術(shù)在差速器齒輪加工生產(chǎn)中的推廣及運用。本章將通過有限元軟件 Deform-3D 分析冷擠壓件成形缺陷產(chǎn)生的原因，為后續(xù)冷擠壓成形方法的改進奠定理論基礎(chǔ)。2.1 研究對象結(jié)構(gòu)特點分析本課題選用某汽車差速器半軸齒輪為研究對象，其產(chǎn)品零件圖與實物圖分別如圖2.1、2.2 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2814063