圓柱斜齒輪塑性成形工藝數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、圓柱斜齒輪具有嚙合性能好、承載能力強(qiáng)、低噪聲等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此已被廣泛的應(yīng)用到機(jī)械傳動(dòng)中。目前，對(duì)斜齒輪仍以機(jī)械加工為主，該種方法雖日趨完善，但也存在一些不可避免的缺點(diǎn)，如破壞金屬的流線(xiàn)性，齒輪的抗疲勞壽命降低，材料利用率低等。在這種情況下，對(duì)圓柱斜齒輪采用塑性成形的方法已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。本文對(duì)特定螺旋角的圓柱斜齒輪，主要提出了兩種塑性成形工藝，即浮動(dòng)凹模成形和滾軋成形。并采用數(shù)值模擬和物理試驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)兩種成形過(guò)程進(jìn)行了研究。

2、>　　針對(duì)浮動(dòng)凹模工藝，采用了有限元軟件DEFORM-3D對(duì)其成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并進(jìn)行了鉛的擠壓試驗(yàn)，主要分析了在該種工藝下金屬的流動(dòng)特點(diǎn)、成形載荷、等效應(yīng)力場(chǎng)應(yīng)變場(chǎng)以及斜齒輪脫模后影響鍛件精度的因素等，并與傳統(tǒng)的閉式擠壓工藝進(jìn)行了比較。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，圓柱斜齒輪采用浮動(dòng)凹模擠壓可有效降低成形載荷，且在脫模過(guò)程中齒輪鍛件沿著齒形螺旋方向做剛性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這可有效的減小脫模過(guò)程中，模腔對(duì)鍛件的破壞性塑性變形，脫模后影響鍛件精度的主要因素

3、為螺旋角和摩擦系數(shù)等。同時(shí)，在采用浮動(dòng)凹模的基礎(chǔ)上，將直齒輪精鍛過(guò)程中相關(guān)的分流減壓措施應(yīng)用到了斜齒輪的成形中，重點(diǎn)分析了斜齒輪在不同工藝下金屬流動(dòng)速度場(chǎng)，齒形充填情況等。為圓柱斜齒輪精鍛成形的深入研究提供了參考。
　　對(duì)圓柱斜齒輪采用閉式擠壓工藝時(shí)，成形后鍛件會(huì)緊緊的卡在模具型腔內(nèi)，這給后續(xù)的脫模過(guò)程造成一定的困難。在該種情況下，根據(jù)齒輪的嚙合原理，本文后半部分研究了圓柱斜齒輪的滾軋成形。通過(guò)相應(yīng)的理論公式，計(jì)算了滾軋輪的齒形尺