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《武汉理工大学》 2007年
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直齿锥齿轮毛坯摆辗数值模拟及优化

陈由红  
【摘要】: 摆动辗压是一种局部加压连续塑性成形技术。直齿圆锥齿轮摆动辗压精密成形工艺是一种先进的齿轮加工技术,具有材料利用率高、生产率高、生产成本低、齿轮机械性能好和使用寿命高、成形尺寸精度高等诸多优点。在齿轮加工领域有着广泛应用。 本文在研究直齿圆锥齿轮摆动辗压工艺的基础上,利用有限元法分析了齿形成形过程中金属填充规律,阐述了直齿圆锥齿轮摆动辗压成形特点,重点研究了三种毛坯形状对直齿锥齿轮成形质量的影响,分析了鼓形毛坯最优形状尺寸设计。 根据齿轮零件及摆辗模具原型,利用三维造型软件UG对零件造型并用PRO/E对模具进行造型,得到直齿圆锥齿轮摆动辗压成形的模具及零件模型,为成形工艺有限元模拟分析提供了依据。在此过程中介绍了UG和PRO/E一些相关的模块应用,如模具设计模块、可行性与最优化分析建模。 基于刚塑性有限元理论,建立了直齿圆锥齿轮摆辗成形的有限元分析模型。基于DEFORM—3D有限元模拟软件,应用三维刚塑性有限元算法对直齿圆锥齿轮摆动辗压成形过程进行了模拟分析,得出三种毛坯金属的流动状态、等效应力应变分布规律,齿轮成形过程,由模拟结果分析得知在三种毛坯中鼓形最有利于其成形。 通过设计一个参数量鼓度α来表达鼓形的尺寸设计,在以上结果的基础上进一步深入研究鼓形毛坯形状优化,改变α值的大小选取不同的模型在同一摆辗的工艺参数下再次进行有限元数值模拟,分析探讨不同鼓度毛坯的成形规律及其对直齿锥齿轮成形质量的影响,选用摆辗总载荷最小和凹模最大等效应力最小为优化目标,对摆辗总载荷与α的关系曲线及凹模最大等效应力与α的关系曲线进行了拟合,分别导出了摆辗总载荷、凹模最大等效应力与α的函数表达式。通过综合两个曲线函数得出最优化鼓形毛坯鼓度α=1.6。最终实现优化目的。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG61

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【参考文献】
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