漸開線齒輪軸楔橫軋一次成形數(shù)值模擬研究.pdf

1、針對當(dāng)前齒輪軸制造存在的齒輪強度及工藝等問題，本文提出了結(jié)合楔橫軋技術(shù)進行齒輪軸一次成形的創(chuàng)新思想。而楔橫軋是復(fù)雜的變形過程，在實際狀態(tài)研究齒輪軸楔橫軋成形問題花費巨大，因此有必要利用數(shù)值模擬技術(shù)了解齒輪軸楔橫軋變形機制和軋制規(guī)律等問題。
　　 根據(jù)所研究課題的特點，本文確定以有限元分析和物理模擬驗證相結(jié)合的技術(shù)路線。論文首先總結(jié)了國內(nèi)外在楔橫軋和齒輪軸制造領(lǐng)域的研究成果并簡單回顧了在熱力耦合條件下剛塑性有限元法求解塑性變形問題

2、的基本原理。隨后對齒輪軸楔橫軋一次成形的設(shè)計思想作了論述并進行詳細的過程設(shè)計和理論分析，包括重點探討了齒形模具的設(shè)計和對齒輪軸楔橫軋成形過程進行數(shù)學(xué)分析。
　　 在數(shù)值模擬研究方面，本文確定了10種典型工況，在簡化計算模型的基礎(chǔ)上，分別利用有限元分析工具MSC. Superform和Deform3D進行二維平面應(yīng)變和三維剛塑性有限元熱力耦合模擬，獲得了軋制過程中的應(yīng)力應(yīng)變場、溫度場、材料流動以及軋制力能參數(shù)等數(shù)據(jù)。通過2D模擬認

3、識了齒部成形過程中的成形規(guī)律和一般變形特征；對一組特殊工況的分析闡釋了齒輪軸楔橫軋成形的根切現(xiàn)象：10種不同工況之間的比較分析揭示了4個設(shè)計變量(軋制溫度、齒數(shù)、進給方式、軋制速度)對楔橫軋軋制力能的影響。三維成形全過程模擬更真實直觀地再現(xiàn)了軋件的變形機理和齒部與軸部同時成形的效果，將3D模擬結(jié)果與平面應(yīng)變模擬結(jié)果相比較發(fā)現(xiàn)，兩者具有一致性。
　　 為觀察齒輪軸楔橫軋一次成形的實際情況以及驗證數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性，本文根據(jù)相似性