直齒錐齒輪冷擺輾宏觀變形與微觀組織研究.pdf

1、直齒錐齒輪是傳動系統(tǒng)中的重要零件，在汽車、船舶、航空、航天、機械、化工等眾多領(lǐng)域中用量極大。隨著工業(yè)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對直齒錐齒輪的性能要求日益提高，傳統(tǒng)機械加工技術(shù)無法滿足直齒錐齒輪的性能要求。冷擺輾是一種先進的齒輪精密塑性成形新技術(shù)，它具有顯著的節(jié)能節(jié)材、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)率等優(yōu)點，而且還顯著地改善了齒輪內(nèi)部組織和力學(xué)性能，可使齒輪的使用壽命得到大幅度的提高。然而，直齒錐齒輪冷擺輾是一個多因素耦合作用下的復(fù)雜成形過程，其宏觀變形與

2、微觀組織演化規(guī)律十分復(fù)雜。因此，本文采用有限元模擬和物理實驗相結(jié)合的研究方法，系統(tǒng)研究了直齒錐齒輪冷擺輾成形過程中宏觀變形與微觀組織分布規(guī)律。
　　應(yīng)用DEFORM-3D三維有限元模擬軟件，建立了直齒錐齒輪冷擺輾預(yù)成形-終成形有限元模擬模型。通過有限元模擬計算，研究了直齒錐齒輪冷擺輾預(yù)成形-終成形過程中坯料等效應(yīng)變場、速度場、損傷因子值的分布和演變規(guī)律以及軸向載荷的演變規(guī)律。進一步分析了工藝參數(shù)（擺頭轉(zhuǎn)速、下模進給速度、擺角和摩擦

3、因子）對直齒錐齒輪冷擺輾成形過程中幾何形狀、不均勻性變形程度、損傷和軸向載荷的影響規(guī)律，并對工藝參數(shù)進行了合理的優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，開展了直齒錐齒輪冷擺輾成形物理實驗，對比分析了物理實驗與有限元模擬結(jié)果，驗證了所得優(yōu)化工藝參數(shù)的可靠性。
　　通過直齒錐齒輪冷擺輾物理實驗，全面揭示了冷擺輾直齒錐齒輪晶粒、碳化物、織構(gòu)、顯微硬度的分布規(guī)律。在上述研究的基礎(chǔ)上，揭示了冷擺輾直齒錐齒輪宏觀塑性變形和微觀組織分布之間的關(guān)聯(lián)機制。
　　通