某重载车辆差速器直齿锥齿轮齿面修形设计与锻造成形工艺研究
发布时间：2022-12-18 11:58
随着锻造成形工艺在齿轮生产领域的逐步成熟,轿车以及重载车辆差速器的直齿锥齿轮零件主要采用金属锻造方式进行生产。齿轮的啮合性能主要受到齿轮设计模型及成形工艺参数的影响。本文针对的是四川某齿轮锻造厂生产的热锻直齿锥齿轮产品,其主要问题是齿面啮合印痕偏移及成形精度较差的问题。针对上述问题,本文对齿轮修形设计、锻造成形工艺方案优化以及模具型腔反向补偿设计展开研究,主要工作如下:（1）首先基于齿轮产品齿面印痕偏移及差速器齿轮产品常出现的齿根断裂、噪音振动过大的缺陷,建立了以传动误差峰差（35）、齿根弯曲应力??max、齿面啮合印痕?作为评价指标的直齿锥齿轮啮合性能综合评价体系。（2）基于KISSsoft进行齿轮修形设计,采用单因子实验设计、全因子实验设计、响应面优化设计相结合的方法探究了齿廓修形量?C、齿向修形量Cc、齿向修形因子一f1、齿向修形因子二f2对传动误差峰差（35）、齿根弯曲应力??max、齿面啮合印痕?的影响趋势。优化得到最优修形参数为:齿廓修形量30...
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 齿轮修形国内外研究现状
1.2.1 齿廓修形技术
1.2.2 齿向修形技术
1.3 齿轮精密锻造国内外研究现状
1.3.1 国内外研究现状
1.3.2 热锻成形技术
1.3.3 齿轮热锻存在问题概述
1.4 本文研究意义
1.5 本文研究内容
2 齿面啮合理论与啮合性能综合评价体系
2.1 引言
2.2 球面渐开线形成原理
2.3 锥齿轮副产品几何参数
2.4 现阶段齿轮产品存在的问题
2.5 差速器锥齿轮副啮合性能综合评价体系
2.5.1 差速器工作原理
2.5.2 啮合性能综合评价体系建立
2.6 本章小结
3 直齿锥齿轮齿面修形优化设计
3.1 KISSsoft齿轮设计专用软件简介
3.2 差速器齿轮副实际传递工况计算
3.2.1 主减速器转矩计算
3.2.2 各档位下差速器输出转矩计算
3.3 单因子实验设计过程
3.3.1 齿轮模型构建
3.3.2 齿轮修形方式
3.3.3 各修形参数对齿面啮合性能的影响探究
3.4 二水平全因子实验设计过程
3.4.1 全因子实验方法介绍
3.4.2 全因子实验设计
3.4.3 全因子实验模型的建立及方差分析
3.4.4 全因子模型显著因子分析
3.5 基于响应面模型的齿轮修形参数优化
3.5.1 引言
3.5.2 基于响应面法的优化介绍
3.5.3 工艺试验设计
3.5.4 响应面模型建立及方差分析
3.5.5 等值线分析
3.5.6 修形参数优化及有限元验证
3.6 本章小结
4 直齿锥齿轮热锻成形工艺方案优化设计
4.1 引言
4.2 原成形工艺方案分析
4.3 有限元模型的建立
4.3.1 弹塑性有限元基本理论
4.3.2 有限元模型建立
4.3.3 数值模拟结果分析
4.4 各主要工艺参数对成形质量的影响
4.4.1 坯料规格对成形质量的影响
4.4.2 下模凸台高度t_1对成形质量的影响
4.4.3 上模凸台高度t_2对成形质量的影响
4.5 本章小结
5 锥齿轮锻造回弹规律探究与反向补偿设计
5.1 引言
5.2 模具型腔弹性变形规律
5.2.1 模具应力及金属流动规律分析
5.2.2 模具弹性变形规律分析
5.3 锥齿轮锻件弹性变形规律
5.3.1 时间步长对锻件锻后回弹的影响
5.3.2 锻件弹性回弹规律分析
5.4 模具型腔反向补偿迭代设计
5.4.1 锻件偏差量分析
5.4.2 模腔齿面反向补偿设计
5.5 本章小结
6 直齿锥齿轮锻造成形及齿面啮合工艺实验验证
6.1 齿轮锻造成形工艺实验
6.2 成形结果分析
6.3 齿面啮合对检实验验证
6.4 结论
7 总结与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读硕士学位期间发表论文的目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于响应面法的7050铝合金筋板类锻件热模锻成形工艺优化[J]. 吴道祥,周杰,马鹏程,赵天生. 中南大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]中空分流锻造成形机理及成形力的计算[J]. 夏巨谌,金俊松,邓磊,王新云. 塑性工程学报. 2016(01)
[3]考虑弹性变形行为的齿形凹模修正方法[J]. 胡成亮,刘全坤,赵震,徐祥龙. 上海交通大学学报. 2009(01)
[4]直齿锥齿轮精锻技术现状和发展[J]. 赵军华,莫江涛,成国发,王耀祖. 金属加工(热加工). 2008(17)
[5]直齿锥齿轮齿廓修形[J]. 陈霞,夏巨谌,胡国安,金俊松,李大才,胡明发. 机械设计. 2007(07)
[6]响应面法的理论与应用[J]. 王永菲,王成国. 中央民族大学学报(自然科学版). 2005(03)
[7]含误差的直齿轮的齿廓修形[J]. 孙月海,张策,葛楠. 机械工程学报. 2003(12)
[8]直齿轮齿廓修形的实验研究[J]. 孙月海,张策,陈树勋,黄永强. 中国机械工程. 2003(08)
[9]精锻齿轮弹性回复的理论分析及有限元模拟[J]. 李洪波,吕玫,骆俊廷. 模具技术. 2003(01)
[10]直齿圆柱齿轮热精锻—冷推挤精密成形研究[J]. 田福祥,林化春,孟凡利,孙锦章. 锻压机械. 1997(06)
博士论文
[1]载重汽车用直齿圆柱齿轮连续冷挤压冷整形复合成形关键技术研究[D]. 梁强.重庆大学 2016
[2]齿轮振动可靠性与修形减振策略研究[D]. 袁哲.东北大学 2010
[3]轿车齿轮闭式冷精锻近/净成形关键技术研究[D]. 金俊松.华中科技大学 2009
[4]直齿锥齿轮修形方法研究[D]. 陈霞.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]叶片热模锻造回弹机理与补偿方法研究[D]. 马龙.电子科技大学 2014
[2]直齿锥齿轮成形工艺及精度控制的研究[D]. 凌文凯.重庆理工大学 2012
[3]锥齿轮闭塞成形工艺及实验研究[D]. 周结魁.合肥工业大学 2012
[4]精锻直齿锥齿轮齿形修形设计技术研究[D]. 田希杰.山东大学 2009
[5]直齿锥齿轮精密锻造工艺与模具设计方法研究[D]. 张艳娥.山东大学 2007
[6]直齿轮冷精锻模具弹性变形规律及修正[D]. 邓陶勇.合肥工业大学 2007
[7]差速器行星齿轮的有限元法强度分析[D]. 蒋法国.吉林大学 2006
本文编号：3722011
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 引言
1.2 齿轮修形国内外研究现状
1.2.1 齿廓修形技术
1.2.2 齿向修形技术
1.3 齿轮精密锻造国内外研究现状
1.3.1 国内外研究现状
1.3.2 热锻成形技术
1.3.3 齿轮热锻存在问题概述
1.4 本文研究意义
1.5 本文研究内容
2 齿面啮合理论与啮合性能综合评价体系
2.1 引言
2.2 球面渐开线形成原理
2.3 锥齿轮副产品几何参数
2.4 现阶段齿轮产品存在的问题
2.5 差速器锥齿轮副啮合性能综合评价体系
2.5.1 差速器工作原理
2.5.2 啮合性能综合评价体系建立
2.6 本章小结
3 直齿锥齿轮齿面修形优化设计
3.1 KISSsoft齿轮设计专用软件简介
3.2 差速器齿轮副实际传递工况计算
3.2.1 主减速器转矩计算
3.2.2 各档位下差速器输出转矩计算
3.3 单因子实验设计过程
3.3.1 齿轮模型构建
3.3.2 齿轮修形方式
3.3.3 各修形参数对齿面啮合性能的影响探究
3.4 二水平全因子实验设计过程
3.4.1 全因子实验方法介绍
3.4.2 全因子实验设计
3.4.3 全因子实验模型的建立及方差分析
3.4.4 全因子模型显著因子分析
3.5 基于响应面模型的齿轮修形参数优化
3.5.1 引言
3.5.2 基于响应面法的优化介绍
3.5.3 工艺试验设计
3.5.4 响应面模型建立及方差分析
3.5.5 等值线分析
3.5.6 修形参数优化及有限元验证
3.6 本章小结
4 直齿锥齿轮热锻成形工艺方案优化设计
4.1 引言
4.2 原成形工艺方案分析
4.3 有限元模型的建立
4.3.1 弹塑性有限元基本理论
4.3.2 有限元模型建立
4.3.3 数值模拟结果分析
4.4 各主要工艺参数对成形质量的影响
4.4.1 坯料规格对成形质量的影响
4.4.2 下模凸台高度t_1对成形质量的影响
4.4.3 上模凸台高度t_2对成形质量的影响
4.5 本章小结
5 锥齿轮锻造回弹规律探究与反向补偿设计
5.1 引言
5.2 模具型腔弹性变形规律
5.2.1 模具应力及金属流动规律分析
5.2.2 模具弹性变形规律分析
5.3 锥齿轮锻件弹性变形规律
5.3.1 时间步长对锻件锻后回弹的影响
5.3.2 锻件弹性回弹规律分析
5.4 模具型腔反向补偿迭代设计
5.4.1 锻件偏差量分析
5.4.2 模腔齿面反向补偿设计
5.5 本章小结
6 直齿锥齿轮锻造成形及齿面啮合工艺实验验证
6.1 齿轮锻造成形工艺实验
6.2 成形结果分析
6.3 齿面啮合对检实验验证
6.4 结论
7 总结与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读硕士学位期间发表论文的目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于响应面法的7050铝合金筋板类锻件热模锻成形工艺优化[J]. 吴道祥,周杰,马鹏程,赵天生. 中南大学学报(自然科学版). 2017(03)
[2]中空分流锻造成形机理及成形力的计算[J]. 夏巨谌,金俊松,邓磊,王新云. 塑性工程学报. 2016(01)
[3]考虑弹性变形行为的齿形凹模修正方法[J]. 胡成亮,刘全坤,赵震,徐祥龙. 上海交通大学学报. 2009(01)
[4]直齿锥齿轮精锻技术现状和发展[J]. 赵军华,莫江涛,成国发,王耀祖. 金属加工(热加工). 2008(17)
[5]直齿锥齿轮齿廓修形[J]. 陈霞,夏巨谌,胡国安,金俊松,李大才,胡明发. 机械设计. 2007(07)
[6]响应面法的理论与应用[J]. 王永菲,王成国. 中央民族大学学报(自然科学版). 2005(03)
[7]含误差的直齿轮的齿廓修形[J]. 孙月海,张策,葛楠. 机械工程学报. 2003(12)
[8]直齿轮齿廓修形的实验研究[J]. 孙月海,张策,陈树勋,黄永强. 中国机械工程. 2003(08)
[9]精锻齿轮弹性回复的理论分析及有限元模拟[J]. 李洪波,吕玫,骆俊廷. 模具技术. 2003(01)
[10]直齿圆柱齿轮热精锻—冷推挤精密成形研究[J]. 田福祥,林化春,孟凡利,孙锦章. 锻压机械. 1997(06)
博士论文
[1]载重汽车用直齿圆柱齿轮连续冷挤压冷整形复合成形关键技术研究[D]. 梁强.重庆大学 2016
[2]齿轮振动可靠性与修形减振策略研究[D]. 袁哲.东北大学 2010
[3]轿车齿轮闭式冷精锻近/净成形关键技术研究[D]. 金俊松.华中科技大学 2009
[4]直齿锥齿轮修形方法研究[D]. 陈霞.华中科技大学 2006
硕士论文
[1]叶片热模锻造回弹机理与补偿方法研究[D]. 马龙.电子科技大学 2014
[2]直齿锥齿轮成形工艺及精度控制的研究[D]. 凌文凯.重庆理工大学 2012
[3]锥齿轮闭塞成形工艺及实验研究[D]. 周结魁.合肥工业大学 2012
[4]精锻直齿锥齿轮齿形修形设计技术研究[D]. 田希杰.山东大学 2009
[5]直齿锥齿轮精密锻造工艺与模具设计方法研究[D]. 张艳娥.山东大学 2007
[6]直齿轮冷精锻模具弹性变形规律及修正[D]. 邓陶勇.合肥工业大学 2007
[7]差速器行星齿轮的有限元法强度分析[D]. 蒋法国.吉林大学 2006
本文编号：3722011
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