本文關(guān)鍵詞：直齒圓柱齒輪溫塑性精成形

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【摘要】：齒輪是實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中不可或缺的動(dòng)力傳遞零件，其應(yīng)用面廣、范圍大，是各類(lèi)機(jī)械設(shè)備必備的零部件。隨著近年來(lái)汽車(chē)、船舶、高鐵以及風(fēng)電等行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)齒輪的性能提出了更高的要求，傳統(tǒng)的切削加工工藝已無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。齒輪精密塑性成形工藝與傳統(tǒng)成形工藝不同，，因其高效低耗、成形工件機(jī)械性能好等優(yōu)點(diǎn)逐漸受到人們的關(guān)注，對(duì)其研究也取得了很大的進(jìn)展。直齒圓柱齒輪作為齒輪中一個(gè)非常重要的門(mén)類(lèi)，其精密塑性成形技術(shù)也得到了快速的發(fā)展。 直齒圓柱齒輪幾何形狀復(fù)雜，在精密塑性成形過(guò)程中，往往存在著諸多缺陷，如成形載荷過(guò)大、模具壽命低、角隅充填不滿以及齒根微裂紋等，對(duì)于較大模數(shù)的直齒圓柱齒輪而言，其狀況更甚。本文以模數(shù)Z=4的圓柱直齒輪為研究對(duì)象，以鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝為基礎(chǔ)，提出了直齒圓柱齒輪的兩步式鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝。鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝是結(jié)合了鐓擠成形與脹擠成形而成的一種新型工藝，它能有效降低直齒圓柱齒輪成形過(guò)程中的成形載荷，并能改善角隅部位的充填性以及齒輪齒根處受力狀態(tài)，減少微裂紋的產(chǎn)生。本文所提出的兩步式鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝分兩個(gè)階段：第一階段是利用鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝將坯料預(yù)鍛成形為長(zhǎng)齒形齒坯，第二階段是利用鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝將長(zhǎng)齒形齒坯終鍛成形為標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。 本文運(yùn)用DEFORM-3D軟件分別模擬了鐓擠成形、鐓壓擠脹復(fù)合成形以及兩步式鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝的成形過(guò)程，結(jié)果表明：在直齒圓柱齒輪的溫鐓擠成形過(guò)程中，齒形的角隅部位充填困難，成形載荷大及成形終了階段載荷陡升現(xiàn)象明顯；鐓壓擠脹成形工藝能有效改善齒輪齒形部位的充填性，與鐓擠成形相比，有效降低了成形載荷，消除了載荷陡增現(xiàn)象，并且在成形終了階段由于擠脹力的作用，使得齒輪齒根處的應(yīng)力狀態(tài)得到明顯的改善；而直齒圓柱齒輪的兩步式鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝?yán)^承了鐓壓擠脹成形工藝的優(yōu)點(diǎn)，能夠有效降低成形載荷，改善充填性，并在鐓壓擠脹復(fù)合成形的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改善齒輪齒根部位的受力狀態(tài)，提高其機(jī)械性能。文章還著重對(duì)兩步式鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝成形過(guò)程中的相對(duì)鐓壓量與溫度參數(shù)對(duì)于齒輪成形的影響作出了分析：在預(yù)鍛成形階段，隨著相對(duì)鐓壓量的增大，齒輪的整體等效應(yīng)力值先增大后減��；而在終鍛成形階段，隨著相對(duì)鐓壓量的增大，變形體整體等效應(yīng)力分布先增大后減小，然后增大；無(wú)論是在預(yù)鍛還是終鍛成形階段，相對(duì)鐓壓量的大小對(duì)于成形載荷的影響很小；溫度對(duì)成形載荷具有一定的影響，即坯料初始溫度越大，成形載荷越小。
【關(guān)鍵詞】：直齒圓柱齒輪 溫塑性 鐓壓擠脹 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG61
【目錄】：

• 摘要4-6
• abstract6-11
• 第1章 緒論11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 溫塑性精密成形技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3 齒輪精鍛技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 熱精鍛15-16
• 1.3.2 冷精鍛16-17
• 1.3.3 溫精鍛17-19
• 1.3.4 復(fù)合成形工藝19
• 1.4 金屬體積成形數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀19-21
• 1.5 本文的研究意義和主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.5.1 研究意義21
• 1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.6 本章小結(jié)22-23
• 第2章 直齒圓柱齒輪精密塑性成形工藝23-43
• 2.1 引言23
• 2.2 直齒圓柱齒輪精密塑性成形工藝及原理23-33
• 2.2.1 鐓擠23-25
• 2.2.2 分流法25-26
• 2.2.3 浮動(dòng)凹模法26-28
• 2.2.4 正向溫?cái)D壓法28-29
• 2.2.5 雙向擠鐓法29-30
• 2.2.6 復(fù)合成形工藝30-33
• 2.3 直齒圓柱齒輪溫塑性精成形工藝方案及設(shè)備33-41
• 2.3.1 鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝34-35
• 2.3.2 直齒圓柱齒輪兩步式鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝35-37
• 2.3.3 成形工藝設(shè)備簡(jiǎn)介37-41
• 2.4 本章小結(jié)41-43
• 第3章 有限元數(shù)值模擬基本理論43-53
• 3.1 剛粘塑性有限元的基本理論43-46
• 3.1.1 剛粘塑性材料基本假設(shè)43-45
• 3.1.2 剛粘塑性材料變分原理45
• 3.1.3 剛粘塑性有限元求解過(guò)程45-46
• 3.2 塑性變形過(guò)程中的溫度場(chǎng)問(wèn)題46-47
• 3.3 數(shù)值模擬軟件 DEFORM47-48
• 3.4 溫塑性精成形工藝模擬前處理問(wèn)題48-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第4章 直齒圓柱齒輪溫塑性成形數(shù)值模擬分析53-81
• 4.1 鐓擠成形工藝數(shù)值模擬分析53-58
• 4.1.1 速度場(chǎng)分析53-54
• 4.1.2 應(yīng)變分析54-55
• 4.1.3 應(yīng)力分析55-56
• 4.1.4 溫度場(chǎng)分析56-57
• 4.1.5 成形載荷分析57-58
• 4.2 鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝數(shù)值分析58-63
• 4.2.1 速度場(chǎng)分析58-59
• 4.2.2 應(yīng)變分析59-60
• 4.2.3 應(yīng)力分布60-61
• 4.2.4 溫度場(chǎng)分析61-62
• 4.2.5 鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝成形載荷分析62-63
• 4.3 兩步式鐓壓擠脹復(fù)合成形工藝數(shù)值分析63-77
• 4.3.1 速度場(chǎng)分析64-65
• 4.3.2 應(yīng)變分析65-67
• 4.3.3 應(yīng)力分析67-69
• 4.3.4 溫度場(chǎng)分析69-70
• 4.3.5 成形載荷分析70-71
• 4.3.6 工藝參數(shù)對(duì)成形的影響研究71-77
• 4.4 齒根部位應(yīng)力狀態(tài)對(duì)比分析77-78
• 4.5 本章小結(jié)78-81
• 第5章 結(jié)論81-83
• 5.1 主要結(jié)論81-82
• 5.2 展望82-83
• 參考文獻(xiàn)83-89
• 致謝89

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王明輝;直齒圓柱齒輪精密塑性成形工藝及關(guān)鍵設(shè)備研究[D];吉林大學(xué);2010年

本文編號(hào)：884500