漸開(kāi)線(xiàn)齒輪軸楔橫軋一次成形數(shù)值模擬研究.pdf

1、針對(duì)當(dāng)前齒輪軸制造存在的齒輪強(qiáng)度及工藝等問(wèn)題，本文提出了結(jié)合楔橫軋技術(shù)進(jìn)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(guò)程，在實(shí)際狀態(tài)研究齒輪軸楔橫軋成形問(wèn)題花費(fèi)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(jī)制和軋制規(guī)律等問(wèn)題。
　　 根據(jù)所研究課題的特點(diǎn)，本文確定以有限元分析和物理模擬驗(yàn)證相結(jié)合的技術(shù)路線(xiàn)。論文首先總結(jié)了國(guó)內(nèi)外在楔橫軋和齒輪軸制造領(lǐng)域的研究成果并簡(jiǎn)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(wèn)題

2、的基本原理。隨后對(duì)齒輪軸楔橫軋一次成形的設(shè)計(jì)思想作了論述并進(jìn)行詳細(xì)的過(guò)程設(shè)計(jì)和理論分析，包括重點(diǎn)探討了齒形模具的設(shè)計(jì)和對(duì)齒輪軸楔橫軋成形過(guò)程進(jìn)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(jiǎn)化計(jì)算模型的基礎(chǔ)上，分別利用有限元分析工具M(jìn)SC. Superform和Deform3D進(jìn)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(guò)程中的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)、溫度場(chǎng)、材料流動(dòng)以及軋制力能參數(shù)等數(shù)據(jù)。通過(guò)2D模擬認(rèn)

3、識(shí)了齒部成形過(guò)程中的成形規(guī)律和一般變形特征；對(duì)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(gè)設(shè)計(jì)變量(軋制溫度、齒數(shù)、進(jìn)給方式、軋制速度)對(duì)楔橫軋軋制力能的影響。三維成形全過(guò)程模擬更真實(shí)直觀地再現(xiàn)了軋件的變形機(jī)理和齒部與軸部同時(shí)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(shí)際情況以及驗(yàn)證數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性，本文根據(jù)相似性