小模數(shù)弧齒錐齒輪粉末冶金精密成形技術(shù)與試驗(yàn)研究.pdf

1、弧齒錐齒輪由于其傳動(dòng)平穩(wěn)、強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)而廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品中。目前，我國(guó)的縫制設(shè)備、電動(dòng)工具、小型機(jī)械儀表發(fā)展迅速，對(duì)這些產(chǎn)品的傳動(dòng)質(zhì)量要求越來越高，因此，小模數(shù)弧齒錐齒輪得到了廣泛應(yīng)用。然而，國(guó)內(nèi)的小模數(shù)弧齒錐齒輪生產(chǎn)技術(shù)落后，產(chǎn)品精度低，使用壽命短，嚴(yán)重影響了機(jī)器整體性能的使用。因此當(dāng)前迫切的需要在控制生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，提高小模數(shù)弧齒錐齒輪的加工效率與制造精度。于是，本文提出了一種新的加工方案：小輪齒面采用常規(guī)雙面法展成銑齒加

2、工，大輪采用粉末冶金法壓制成形。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)小模數(shù)弧齒錐齒輪粉末冶金壓制成形的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行了探討。通過對(duì)粉末冶金壓制成形工藝的的分析，結(jié)合小模數(shù)弧齒錐齒輪的幾何特點(diǎn)，提出了小模數(shù)弧齒錐齒輪粉末壓制過程中模具以及壓坯密度的重要性。⑵基于局部綜合法、TCA技術(shù)，設(shè)計(jì)大輪單面法、小輪雙面法的加工參數(shù)。首先，通過給定的雙面法銑齒小輪的齒面加工參數(shù)，建立齒面加工坐標(biāo)系，選取參考點(diǎn)，并計(jì)算齒面上該點(diǎn)處的主曲率與主方向，由

3、一系列矩陣變換得到大輪的加工參數(shù)，進(jìn)而對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行TCA驗(yàn)證分析，使得齒輪副在理論上具有良好的嚙合性能。⑶對(duì)小模數(shù)弧齒錐齒輪副及模具進(jìn)行了精確建模。通過編制程序，生成UG識(shí)別的齒面點(diǎn)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入U(xiǎn)G軟件中擬合生成單個(gè)齒槽的齒面模型，進(jìn)而通過修剪、陣列等命令得到精確的小模數(shù)弧齒錐齒輪三維模型。通過運(yùn)動(dòng)仿真模擬齒輪副嚙合運(yùn)動(dòng)，觀察嚙合運(yùn)動(dòng)時(shí)的接觸區(qū)，驗(yàn)證 TCA分析效果。由得到的大輪模型獲得粉末冶金壓制模具的三維模型。⑷通過Deform3D

4、軟件對(duì)粉末冶金的壓制過程進(jìn)行了模擬。通過建立小模數(shù)弧齒錐齒輪粉末冶金壓制成形工程的數(shù)值模擬仿真模型，對(duì)模擬后的齒輪進(jìn)行了密度、應(yīng)力、壓制壓力等齒輪性能的分析。對(duì)脫模過程進(jìn)行了模擬，出模過程順利。⑸研究了不同的壓制工藝及壓坯結(jié)構(gòu)對(duì)粉末冶金小模數(shù)弧齒錐齒輪性能的影響。結(jié)果顯示壓制速度越高、摩擦系數(shù)越小時(shí)壓坯的密度分布越均勻，壓坯高度越小、齒根圓角越大時(shí)齒部密度越大。⑹進(jìn)行了粉末冶金試驗(yàn)研究。以具體的小模數(shù)弧齒錐齒輪為例，進(jìn)行了大輪的粉末冶金