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《重庆理工大学》 2012年
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汽车变速器结合齿精密成形及模具关键技术研究

骆静  
【摘要】:结合齿又称带离合器齿轮的斜齿传动齿轮,多用于汽车变速箱的传动、换档设计中。目前在我国,大多数的汽车变速器结合齿均采用将结合齿齿体与花键齿圈分开切削加工后再压装在一起或者采用机加工分别加工后焊接在一起的方式来生产。这样虽基本能满足用户的使用要求,但这种方法不仅效率低、成本高,甚至有时受到结构的限制无法加工出来。这使得制造的产品与最初的设计思想存在一定的差距。 结合齿之所以采用锻造工艺加工难度大,主要在于设计师为了防止在换挡过程中出现脱档的情况,在结合齿齿形部位设计了一个小角度的倒锥。而这样的结构采用传统的锻造方式既不能使之成形也无法使模具脱模。因此,针对这个难点,本文提出了通过整体温锻结合齿齿坯,使齿形初步成形,并在此基础上对结合齿齿形进行冷精整的一种全新加工方式来制造结合齿。 本文在结合齿齿坯的温锻成形工序中提出多种不同的解决方案。通过运用有限元数值模拟软件DEFORM-3D对各工序中的多种方案进行数值模拟,然后通过对比等效应力、等效应变、成形载荷等模拟结果的变化情况对模拟数据进行分析,从而达到对结合齿齿坯锻造工艺进行优化的效果,以便为模具优化设计提供理论依据与指导。 同时在齿形的精整工序中,通过对结合齿齿高和齿厚方向的数据做对比模拟分析,得出精整效果最好时的齿高和齿厚方向余量。并针对结合齿特殊的倒锥形齿形结构,提出了采用径向挤压倒锥成形的方法,并在此思路上设计出了一套模具方案和两种齿模结构。通过对齿部倒锥成形的过程进行对比模拟分析,并校核了两种齿模的强度,选出了最佳方案。该方案模具结构更合理,模具的控制更容易,更有利于延长模具寿命。 本文所阐述的工艺方案不仅克服了结合齿机加工所带来的诸多不足,也探索了目前国内的结合齿整体精锻中面临的一系列问题和难点,并对其中一些关键的问题进行了分析和优化,尤其解决了结合齿倒锥齿形无法成形和不能脱模的难题。并在此基础上设计出结合齿成形的最佳工艺与模具结构,并通过实际生产对模拟结果进行验证,最终结果表明产品能满足使用要求。
【学位授予单位】:重庆理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG61

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