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弧齿锥齿轮小轮热滚轧成形数值模拟及试验装置设计

发布时间:2018-05-29 03:04

  本文选题:弧齿锥齿轮 + 热滚轧成形 ; 参考:《河南科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:弧齿锥齿轮广泛应用于相交轴的机械传动中作为主传动部件。目前,弧齿锥齿轮的加工方法主要以铣齿为主,但这种加工方法存在材料利用率低、生产效率低、制造成本高,以及因为切断了金属纤维流线而造成齿根弯曲强度降低等问题。弧齿锥齿轮大轮采用精锻成形比切削加工使用寿命明显提高,但弧齿锥齿轮小轮齿形模具的齿顶厚度较薄,锻造过程中会迅速地退火变形,导致小轮精锻模具寿命较低,另外小轮的精锻模具制造也十分困难。基于此,本文提出用热滚轧近成形的方法制造弧齿锥齿轮小轮。本文的主要内容如下:(1)借鉴圆柱齿轮和花键滚轧成形技术,分析工具轮与工件运动关系,依据齿轮啮合原理,构建弧齿锥齿轮小轮热滚轧成形的运动模型。编写小轮及共轭工具轮齿面点求解程序,将齿面点导入到UG中进行三维建模,完成装配,进行运动仿真。(2)将三维模型导入DEFORM-3D中,进行热滚轧过程模拟,对弧齿锥齿轮小轮热滚轧工艺进行分析,验证滚轧工艺的可行性。对滚轧成形过程中等效应变场、等效应力场、温度场及载荷-行程曲线等物理量场进行分析,获得滚轧成形的工艺参数。(3)依据滚轧原理和滚轧过程中工具轮与轮坯的运动关系,进行整个试验装置及零部件的方案设计。对液压系统、同步驱动装置、工装夹具进行结构设计。基于Ansys Workbench有限元分析软件,对试验装置的关键部位进行动、静态特性分析。
[Abstract]:Spiral bevel gears are widely used as main transmission parts in mechanical transmission of intersecting shafts. At present, the machining method of arc bevel gear is mainly milling teeth, but this machining method has some problems, such as low material utilization, low production efficiency, high manufacturing cost, and the reduction of tooth root bending strength due to cutting off metal fiber streamline. The service life of arc bevel gear by precision forging is obviously longer than that by cutting, but the thickness of tooth top of the die of small tooth bevel gear is thinner, and the die life of precision forging die of small wheel will be reduced because of the rapid annealing deformation during the forging process. In addition, the manufacturing of precision forging dies for small wheels is also very difficult. Based on this, this paper puts forward the method of hot rolling near-forming to fabricate arc bevel gear pinion. The main contents of this paper are as follows: (1) drawing lessons from the technology of cylindrical gear and spline rolling, analyzing the motion relationship between tool wheel and workpiece, and according to the meshing principle of gear, the motion model of spiral bevel gear's hot rolling forming is constructed. The program is written to solve the tooth surface point of the small wheel and conjugate tool gear. The tooth surface point is imported into UG for 3D modeling, and the assembly is completed. The 3D model is imported into DEFORM-3D to simulate the hot rolling process. The hot rolling process of spiral bevel gear is analyzed to verify the feasibility of rolling process. By analyzing the equivalent strain field, equal effect force field, temperature field and load-stroke curve in rolling forming process, the process parameters of rolling forming are obtained. Carry out the scheme design of the whole test device and parts. Structure design of hydraulic system, synchronous drive device and fixture. Based on Ansys Workbench finite element analysis software, the dynamic and static characteristics of the key parts of the test device are analyzed.
【学位授予单位】:河南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TH132.41

【参考文献】

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本文编号:1949246

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