【摘要】：齒輪精密成形具有產品性能好、生產率高、生產成本和能耗低、環(huán)境污染少等優(yōu)點,但目前的成形方法由于成形力大,國內外尚無大模數(shù)齒輪精密成形用于實際生產的報道。本文圍繞降低成形力、提高成形精度進行了以下幾方面的研究: 提出了以“開放鐓擠”和“軸向導流,徑向分流”為主要內容的直齒圓柱齒輪開放成形新方法,并對新方法的內涵進行了研究:在影響塑性成形力的諸因素中,如金屬的流動應力、坯料與模具的接觸面積、摩擦力的大小和金屬在模具中可自由流動的空間等,發(fā)現(xiàn)金屬在模具中可自由流動的空間是影響成形力最主要的因素,為直齒圓柱齒輪精密塑性成形新方法的研究從理論層面提出了研究方向;“開放鐓擠”的開放量與隨后的整形量是一對相互制約的參數(shù),在一定條件下有一個最佳值;通過“逐次控制變形”方法合理分配溫成形和冷整形的變形量,可進一步降低開放成形力,并成形出高精度的齒輪;“推擠成形”從模具結構上保證了“軸向導流,徑向分流”新方法的實現(xiàn),并且坯料成形后直接從凹模下方推出,解決了齒輪精密成形頂出力大的問題。 用商業(yè)化軟件對開放成形過程進行了數(shù)值模擬分析,結果表明:開放鐓擠成形時齒形開放率是影響成形力最主要的因素,它不依齒輪參數(shù)、設備工作參數(shù)變化而改變。成形時摩擦力的減小、齒輪中心孔徑的增大也可明顯降低成形力,變位系數(shù)的增加將有利于成形力的降低。實驗證明,數(shù)值模擬結果與實際成形情況較吻合,誤差小于 8%。并提出了齒形開放率與單位成形壓力之間的關系,該關系式在開放率小于 80%時與數(shù)值模擬結果吻合度較好,尤其是開放率小于 10%時誤差小于 5%。 當齒形開放率為 5%左右時,不但成形出的齒形質量好,而且避免了成形力的陡增。本文提出的齒形開放率與單位成形壓力之間關系式不但具有理論意義,而且有實際應用價值。 根據(jù)數(shù)值模擬和實驗研究,模數(shù)在 2～6mm 之間時,推擠整形較佳工藝及模具參數(shù)為:齒形整形量在能夠發(fā)生塑性變形的前提下越小越好,凹模錐角為 5o～7o,定徑帶的高度為 5～8mm。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH132.41
【圖文】：

圖 1.1 傳統(tǒng)齒輪加工工藝流程圖統(tǒng)的生產方式，材料浪費嚴重，生產周期長，生產率低，生產成本高新的制造技術，對其進行改造和提升。世紀八十年代末，國內外提出了用塑性成形的方法直接成形齒形，即力剃齒、滾壓成形、精密鍛造等方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工來成形齒輪剃齒限于加工寬度小于 6mm 的齒輪，和普通加工方法比較起來，材

中北大學博士學位論文1990 年美國 Battle 公司利用“推著穿過”原理進行了擠壓直齒圓柱齒輪成形的研究。雖有報道美國伊頓公司精鍛直齒圓柱齒輪用于卡車和越野車的變速器和驅動橋中，但直齒圓柱齒輪精密成形工藝還未成熟到完全走出實驗室，并在大批量生產中普及應用的地步。日本對齒輪的塑性成形研究非常重視，研究開展的早、研究院校和公司較多，成形理論和技術在國際上處于領先水平。早在 1984 年名 Nagoya 大學的 K.Kondo 和Numazu 國立技術學院的 K.Ohga 等人就用分流成形的原理對直齒輪的塑性成形作了研究，其成形原理如圖 1.2 所示[34-40]。第一步采用閉式鍛造，使齒形充填到分度圓，第

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 陳昶;;直齒圓柱齒輪冷精鍛成形數(shù)值模擬及優(yōu)化[J];科技創(chuàng)新與應用;2018年20期

2 王彥軍;楊霞霞;;基于ANSYS Workbench標準直齒圓柱齒輪傳動有限元分析[J];機電技術;2016年06期

3 王崗超;許鋒;李琦;薛克敏;;直齒圓柱齒輪冷精鍛工藝對比分析及數(shù)值模擬[J];金屬加工(熱加工);2009年13期

4 劉彬;;標準大模數(shù)直齒圓柱齒輪的插削[J];煤炭技術;2008年07期

5 李更新,楊永順,郭俊卿,劉玲;直齒圓柱齒輪溫擠壓工藝及模具設計[J];模具技術;2004年01期

6 倪洪啟,趙艷春,羅鵬,張金萍,白金蘭;基于AutoCAD的圓柱齒輪參數(shù)化設計[J];重型機械科技;2004年03期

7 霍艷軍;直齒圓柱齒輪冷精鍛技術開發(fā)成功[J];機械傳動;2002年03期

8 張莉;直齒圓柱齒輪傳動機構的計算機輔助設計系統(tǒng)[J];成都電子機械高等�？茖W校學報;2002年03期

9 萬平榮,陳曉華,江雄心;直齒圓柱齒輪精鍛過程的實驗研究[J];南昌大學學報(工科版);2001年04期

10 張莉;直齒圓柱齒輪傳動機構的計算機輔助設計系統(tǒng)[J];成都電子機械高等�？茖W校學報;2001年03期

相關會議論文 前10條

1 鐘海乾;傅斯;;角度變位直齒圓柱齒輪的測繪與計算[A];2007年中國機械工程學會年會論文集[C];2007年

2 郝曉紅;郗向儒;;直齒圓柱齒輪傳動嚙合剛度計算[A];制造技術自動化學術會議論文集[C];2002年

3 周勇;黃意;陳芳;;直齒圓柱齒輪的M值測量方案的解析[A];2015航空試驗測試技術學術交流會論文集[C];2015年

4 張旭紅;;漸開線直齒圓柱齒輪變位系數(shù)公式的探討[A];陜西省煤炭工業(yè)科技成果評估探討論文集[C];2004年

5 楊榮;魏文山;沈心敏;唐勁松;;直齒圓柱齒輪的潤滑特性及其工程設計方法研究[A];第六屆全國摩擦學學術會議論文集（下冊）[C];1997年

6 申小雷;張立軍;徐金虎;張燕;;漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模與有限元分析[A];2009海峽兩岸機械科技論壇論文集[C];2009年

7 申小雷;張立軍;徐金虎;張燕;;漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模與有限元分析[A];十三省區(qū)市機械工程學會第五屆科技論壇論文集[C];2009年

8 劉宏利;劉明璽;;基于UG的EXP文件的直齒圓柱齒輪的參數(shù)化設計[A];2012年陜西省焊接學術交流會論文集[C];2012年

9 張寶紅;張治民;;直齒圓柱齒輪冷整形實驗研究[A];第3屆全國精密鍛造學術研討會論文集[C];2008年

10 高立萍;崔亞輝;趙桐;張寶鋒;;SolidWorks中齒輪的參數(shù)化建模[A];制造技術自動化學術會議論文集[C];2004年

相關博士學位論文 前6條

1 張寶紅;高性能直齒圓柱齒輪開放成形研究[D];中北大學;2005年

2 茍向鋒;考慮溫度因素的單級直齒圓柱齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D];蘭州交通大學;2016年

3 梁強;載重汽車用直齒圓柱齒輪連續(xù)冷擠壓冷整形復合成形關鍵技術研究[D];重慶大學;2016年

4 王明輝;直齒圓柱齒輪精密塑性成形工藝及關鍵設備研究[D];吉林大學;2010年

5 王偉;直齒圓柱齒輪開式溫擠壓成形工藝研究[D];燕山大學;2017年

6 張治民;直齒圓柱齒輪滲碳—溫擠壓成形技術幾個基本問題的研究[D];燕山大學;2003年

相關碩士學位論文 前10條

1 錢炫呂;基于徑向基函數(shù)的直齒圓柱齒輪傳動摩擦系數(shù)反求方法[D];湖南大學;2017年

2 陳曉芳;直齒圓柱齒輪系統(tǒng)非光滑特性研究[D];天津工業(yè)大學;2018年

3 閆克龍;直齒圓柱齒輪的精鍛工藝及模具設計[D];華中科技大學;2013年

4 冉力;載重汽車用直齒圓柱齒輪冷擠壓模具強度及壽命研究[D];重慶理工大學;2017年

5 周二停;直齒圓柱齒輪精密鍛造工藝分析及數(shù)值模擬[D];安徽工業(yè)大學;2017年

6 朱懷沈;大模數(shù)直齒圓柱齒輪精密塑性成形技術研究[D];華中科技大學;2011年

7 黃云奎;插齒刀加工直齒圓柱齒輪切削用量的仿真分析[D];哈爾濱商業(yè)大學;2015年

8 衛(wèi)星虎;直齒圓柱齒輪精密成形工藝研究[D];重慶理工大學;2009年

9 仇明俠;直齒圓柱齒輪開放式成形工藝研究[D];中北大學;2005年

10 張景輝;基于機器視覺的直齒圓柱齒輪測量系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D];天津大學;2007年

本文編號：2714392