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塑料斜齿轮齿廓修形研究及注塑工艺优化

发布时间:2018-07-27 19:51
【摘要】:齿轮传动是一种应用非常广泛的机械传动方式,渐开线斜齿圆柱齿轮又因为其传动平稳、替换性强而被广泛的应用于多种领域。本文以塑料斜齿圆柱齿轮为研究对象,对齿轮的齿廓修形和注塑工艺进行了分析。 本文介绍了有限元方法及ANSYS接触分析算法,比较了拉格朗日算法、罚函数法和扩展的拉格朗日算法的优缺点,建立了斜齿轮ANSYS接触分析的理论基础。 根据斜齿轮的渐开线和螺旋线生成原理建立了渐开线方程和螺旋线方程,利用Pro/E中的参数化设计构造了斜齿轮的三维几何模型,并导入结构分析软件ANSYS中,离散为四面体网格。设置接触对,并根据装配关系进行约束和加载,建立齿轮接触分析模型,通过ANSYS软件对斜齿轮进行接触分析,模拟应力分布。根据分析结果和齿廓修形原理对齿轮进行齿廓修形,修形后的接触分析结果表明啮合处的干涉得到了显著改善。 应用Moldflow软件模拟了斜齿轮注塑成型过程,优化了浇口的位置、数量、以及布局等工艺条件,通过对不同注塑工艺方案的对比,选取了合理的注塑及保压工艺参数,为后期的模具设计、注塑工艺控制提供了可行性方案。斜齿轮的实际成型结果表明本文提出的方法是有效的。
[Abstract]:Gear transmission is a kind of widely used mechanical transmission. Involute helical cylindrical gear is widely used in many fields because of its stable transmission and strong substitutability. In this paper, the tooth profile modification and injection molding technology of plastic helical cylindrical gear are analyzed. In this paper, the finite element method and ANSYS contact analysis algorithm are introduced. The advantages and disadvantages of Lagrange algorithm, penalty function method and extended Lagrange method are compared, and the theoretical basis of ANSYS contact analysis for helical gears is established. According to the involute and helix generating principle of helical gear, the involute equation and helix equation are established, and the three-dimensional geometric model of helical gear is constructed by using the parameterized design in Pro/E, and introduced into the structural analysis software ANSYS, discretized into tetrahedron mesh. The contact pair was set up and the gear contact analysis model was established according to the assembly relation. The contact analysis of helical gear was carried out by ANSYS software and the stress distribution was simulated. According to the analysis results and the tooth profile modification principle, the gear profile modification is carried out. The contact analysis results show that the interference in the meshing place has been improved significantly. The injection molding process of helical gear was simulated by Moldflow software, and the position, quantity and layout of the gate were optimized. Through the comparison of different injection molding process schemes, reasonable injection molding and pressure keeping process parameters were selected. For the later mold design, injection molding process control to provide a feasible scheme. The actual forming results of helical gear show that the method proposed in this paper is effective.
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH132.41

【参考文献】

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本文编号:2148948

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