用精鍛工藝生產(chǎn)齒輪，不僅具有節(jié)材、節(jié)能、低成本、高效率等顯著優(yōu)勢，而且可以顯著提高齒輪的耐磨損、抗腐蝕能力及根部的彎曲強度，明顯改善齒輪的疲勞性能。因此，使用精鍛工藝生產(chǎn)齒輪已成為齒輪制造業(yè)的發(fā)展趨勢。直齒錐齒輪由于其本身的結(jié)構(gòu)特點，其精鍛技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用最早。目前，直齒錐齒輪的精鍛技術(shù)已經(jīng)比較成熟，可以根據(jù)錐齒輪的模數(shù)大小和材質(zhì)來選擇合理的精鍛工藝。 采用“一火兩鍛”工藝成形大模數(shù)直齒錐齒輪已得到廣泛應(yīng)用，該工藝總體上來說比較成熟，但由于輪齒部分變形量大，成形過程中常常出現(xiàn)齒腔充不滿和成形載荷過大，齒模過早失效的問題。此外采用“一火兩鍛”工藝成形錐齒輪，影響齒面精度的因素較多，造成齒形設(shè)計困難，齒面精度難于保證。針對以上問題，本文對行星齒輪和半軸齒輪的“一火兩鍛”工藝進行研究，設(shè)計了鍛件、預(yù)鍛件和預(yù)制坯的形狀與尺寸。在預(yù)鍛件設(shè)計時，對錐齒輪的輪齒設(shè)計進行改進，將預(yù)鍛件的輪齒設(shè)計為不等頂隙收縮齒，與鍛件的雙重收縮齒相比，增大了齒高。 齒形設(shè)計在精鍛錐齒輪中占有很重要的地位。本文建立了漸開線齒形曲線參數(shù)方程，錐齒輪的基本齒形參數(shù)一旦確定，利用UG的曲線命令可以方便準確地繪出錐齒輪漸開線齒形圖。研究了鍛件齒形、模具齒形和電極齒形間的關(guān)系，推導(dǎo)出了它們基本齒形參數(shù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，可以方便有效地實現(xiàn)錐齒輪精鍛齒形設(shè)計。最后提出了非線性膨脹熱鍛件齒形設(shè)計新模型，給出了其齒形曲線方程。 預(yù)鍛行星齒輪時，預(yù)制坯的高徑比對改善輪齒的充填性能，提高齒模壽命具有重要意義。使用Deform-3D軟件對不同高徑比的預(yù)成形方案進行三維有限元數(shù)值模擬，研究了行星齒輪預(yù)成形時的等效應(yīng)變、等效應(yīng)變速率、等效應(yīng)力、速度分布規(guī)律以及載荷-行程曲線，通過對比分析確定了最佳方案。終鍛錐齒輪時，預(yù)鍛件形狀是影響終鍛齒形充填和成形載荷的一個重要因素。使用有限元軟件Deform-3D對行星齒輪和半軸齒輪的終鍛成形過程進行三維有限元數(shù)值模擬，模擬結(jié)果表明本文設(shè)計的預(yù)鍛件形狀，可有效地改善金屬充填齒腔的順序。金屬首先充滿齒頂，然后由齒頂?shù)烬X面，最后充填齒根，可以避免鍛件齒頂充不滿的情況，在較低的成形載荷下得到齒形充填飽滿的鍛件。 根據(jù)工藝設(shè)計和數(shù)值模擬結(jié)果，設(shè)計了“一火兩鍛”成形錐齒輪的預(yù)鍛、終鍛兩套模具結(jié)構(gòu)，該模具可以保證上下模導(dǎo)向準確，鍛件脫模順利。討論了齒模設(shè)計和加工要點，簡要介紹了模具材料的選擇和提高齒模壽命的途徑。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TG316;TH132.421
【部分圖文】：

當(dāng)當(dāng)量齒數(shù)數(shù) 11.444437.06666666663.1.2鍛件設(shè)計圖3一2給出了行星齒輪、半軸齒輪鍛件圖，制定錐齒輪鍛件圖時，需要考慮以下幾個方面:(l)確定分模面:開式模鍛錐齒輪時，其分模面由背錐分模面和水平分模面兩部分組成�？紤]到齒腔能夠完全充滿及鍛件能夠順利出模，行星齒輪水平分模面設(shè)置在齒輪大端齒尖處，半軸齒輪水平分模面則由大端齒尖移至倒輪冠與背錐交界處，如圖3一3所示;(2)確定機械加工余量:行星齒輪在背錐安

------蓋咨盤翌翌瞥蕊裝-一裝球面預(yù)留1.2Inln的機械加工余量，半軸齒輪在大端安裝基準面和半軸圓柱面處分別預(yù)留 1.2Inln和0.85Inm的單邊機械加工余量，如圖3一3所示;(3)采用雙盲孔結(jié)構(gòu)，圖3一、3一5分別給出了行星齒輪、半軸齒輪鍛件雙盲孔尺寸參數(shù)。匕匕月‘ }}} ___________右 右 LLL:::::::::::::::::::::::腿腿腿腿腿腿腿腿腿腿 腿一最最髦髦 髦一萬萬萬萬萬萬萬萬萬萬萬萬卜 卜卜卜卜卜 執(zhí) 執(zhí)沙沙 (a)行星齒輪助半軸齒輪圖3一錐齒輪鍛件圖(a)行星齒輪偽)半軸齒輪圖3一3分模面與機械加工余量示意圖

行星齒輪預(yù)鍛幾何模型
【引證文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 孫凌燕;杯形薄壁內(nèi)齒輪旋壓成形機理及工藝優(yōu)化研究[D];華南理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 張弘斌;直齒錐齒輪精鍛模具CAD/CAE技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2011年

2 肖佳;采棉機摘錠溫擠壓精制坯工藝研究[D];燕山大學(xué);2012年

3 陸曉星;熱精鍛直齒錐齒輪模具設(shè)計及仿真[D];山東大學(xué);2011年

4 何旺枝;弧齒錐齒輪精鍛模具設(shè)計及有限元分析[D];湖南科技大學(xué);2010年

5 邱德花;錐齒輪熱—冷復(fù)合成形工藝數(shù)值模擬及試驗研究[D];機械科學(xué)研究總院;2012年

6 王建華;準雙曲面齒輪主動輪精鍛數(shù)值模擬研究[D];河南科技大學(xué);2012年

本文編號：2886691