圓柱斜齒輪塑性成形工藝數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、圓柱斜齒輪具有嚙合性能好、承載能力強、低噪聲等諸多優(yōu)點，因此已被廣泛的應(yīng)用到機械傳動中。目前，對斜齒輪仍以機械加工為主，該種方法雖日趨完善，但也存在一些不可避免的缺點，如破壞金屬的流線性，齒輪的抗疲勞壽命降低，材料利用率低等。在這種情況下，對圓柱斜齒輪采用塑性成形的方法已經(jīng)成為一種趨勢。本文對特定螺旋角的圓柱斜齒輪，主要提出了兩種塑性成形工藝，即浮動凹模成形和滾軋成形。并采用數(shù)值模擬和物理試驗相結(jié)合的方法對兩種成形過程進行了研究。

2、>　　針對浮動凹模工藝，采用了有限元軟件DEFORM-3D對其成形過程進行了數(shù)值模擬，并進行了鉛的擠壓試驗，主要分析了在該種工藝下金屬的流動特點、成形載荷、等效應(yīng)力場應(yīng)變場以及斜齒輪脫模后影響鍛件精度的因素等，并與傳統(tǒng)的閉式擠壓工藝進行了比較。通過對比發(fā)現(xiàn)，圓柱斜齒輪采用浮動凹模擠壓可有效降低成形載荷，且在脫模過程中齒輪鍛件沿著齒形螺旋方向做剛性旋轉(zhuǎn)運動，這可有效的減小脫模過程中，模腔對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，在采用浮動凹模的基礎(chǔ)上，將直齒輪精鍛過程中相關(guān)的分流減壓措施應(yīng)用到了斜齒輪的成形中，重點分析了斜齒輪在不同工藝下金屬流動速度場，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。
　　對圓柱斜齒輪采用閉式擠壓工藝時，成形后鍛件會緊緊的卡在模具型腔內(nèi)，這給后續(xù)的脫模過程造成一定的困難。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。通過相應(yīng)的理論公式，計算了滾軋輪的齒形尺