齒輪冷精鍛虛擬CAE的研究.pdf

1、齒輪是汽車(chē)、船舶及各類(lèi)機(jī)械中應(yīng)用廣泛的傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的零件。傳統(tǒng)的齒輪加工工藝——金屬切削加工方法，具有很多缺陷，如材料的利用率低、生產(chǎn)力低、生產(chǎn)成本較高等等。齒輪精密成形是一種齒輪少無(wú)切削加工的新工藝，它不僅可使齒輪加工的材料利用率由目前的40﹪左右提高到。70﹪以上，而且齒輪強(qiáng)度也可以提高20﹪以上、生產(chǎn)效率提高大約40﹪左右。傳統(tǒng)的研究方法主要是通過(guò)常規(guī)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行摸索，但是這種方法一方面所耗費(fèi)的成本比較大，耗時(shí)比較多；另一方面，無(wú)

2、法了解精鍛各變形瞬間的材料變形流動(dòng)規(guī)律。近年來(lái)，隨著有限元模擬技術(shù)的日益完善，通過(guò)數(shù)值模擬技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)驗(yàn)有效的解決了上述兩個(gè)困難。 本文所論述的齒輪冷鍛成形工藝，是一種齒輪精密成形的方法，目前比較成功地運(yùn)用冷鍛成形直齒圓柱齒輪的國(guó)家是日本和德國(guó)，在我國(guó)該種工藝還是主要處于研究階段。此種工藝的一個(gè)最大問(wèn)題就是成形力陡增的現(xiàn)象，以及齒部塌角的缺陷。本文簡(jiǎn)單論述了齒輪冷鍛成形工藝成形力陡增以及齒部塌角的缺陷產(chǎn)生原因，討論了相應(yīng)的解

3、決辦法，并借助先進(jìn)的非線(xiàn)性數(shù)值模擬軟件——Msc．Superforge對(duì)冷鍛孔分流、軸分流、約束孔分流、約束軸分流的成形過(guò)程進(jìn)行了模擬，分析了一些有代表性的狀態(tài)點(diǎn)的接觸應(yīng)力、等效變形率、材料流動(dòng)速度和溫度。 本文所得到的成形過(guò)程中的一些瞬間點(diǎn)的接觸應(yīng)力圖能夠?qū)?shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)和研究工作起到一定的指導(dǎo)意義。而在本文建立起來(lái)的齒輪冷鍛模型的基礎(chǔ)上，還可以具體應(yīng)用到某一種成形方法，分析一些主要的設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)金屬成形過(guò)程的影響，從而可以給工藝