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高性能直齿圆柱齿轮开放成形研究

齿轮精密成形具有产品性能好、生产率高、生产成本和能耗低、环境污染少等优点,但目前的成形方法由于成形力大,国内外尚无大模数齿轮精密成形用于实际生产的报道。本文围绕降低成形力、提高成形精度进行了以下几方面的研究:提出了以“开放镦挤”和“轴向导流,径向分流”为主要内容的直齿圆柱齿轮开放成形新方法,并对新方法的内涵进行了研究:在影响塑性成形力的诸因素中,如金属的流动应力、坯料与模具的接触面积、摩擦力的大小和金属在模具中可自由流动的空间等,发现金属在模具中可自由流动的空间是影响成形力最主要的因素,为直齿圆柱齿轮精密塑性成形新方法的研究从理论层面提出了研究方向;“开放镦挤”的开放量与随后的整形量是一对相互制约的参数,在一定条件下有一个最佳值;通过“逐次控制变形”方法合理分配温成形和冷整形的变形量,可进一步降低开放成形力,并成形出高精度的齿轮;“推挤成形”从模具结构上保证了“轴向导流,径向分流”新方法的实现,并且坯料成形后直接从凹模下方推出,  (本文共127页) 本文目录 | 阅读全文>>

《塑性工程学报》2006年01期
塑性工程学报

直齿圆柱齿轮开放成形数值模拟

引言齿轮是车辆、船舶、机床等机械传动的关键零部件,用途广,批量大,精度要求高,其质量、性能、寿命直接影响整机的技术经济指标。从某种意义上讲,齿轮加工技术高低已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。目前,我国直齿圆柱齿轮生产主要用锻造毛坯进行滚齿、插齿、铣齿等切削方法加工齿形[1~2]。用该方法生产存在材料利用率低(30%~50%),毛坯切削余量大,能源消耗大,环境污染严重,由于毛坯锻造组织流线被切断而使产品力学性能较差,对于某些特殊齿轮(如圆弧齿轮、摆线齿轮等)则存在加工难度大、工件周转次数多、生产周期长、生产率低、生产成本高等不足。而齿轮精密成形具有便于组织连续化生产,缩短生产周期;减少机加余量,节省原材料、能源;由于保留了锻造流线及细化晶粒,齿轮的抗疲劳性有较大的提高;减少了齿轮加工对插齿机等专用机床的依赖,对工人技术水平要求降低;齿轮成本也大大降低。由此可见,齿轮精密塑性成形符合以节约能源和原材料为主的可持续发展战略的要...  (本文共4页) 阅读全文>>

《锻压装备与制造技术》2009年02期
锻压装备与制造技术

直齿圆柱齿轮不同变位系数开放式成形研究

2009年第2期1引言齿轮是典型的大批量生产传动零件,被广泛应用于航空、航天、汽车、仪表等重要行业领域。齿轮质量的高低直接影响着相关产品的性能水平。从某种意义上讲,齿轮加工技术已成为一个国家制造业水平的重要标志[1]。上世纪80年代末,国内外提出了用塑性成形的方法直接成形齿形,即用精密冲裁、压力剃齿、滚压成形、精密锻造等方法代替传统的切削加工来成形齿轮。精密冲裁、压力剃齿限于加工宽度小于6mm的齿轮,和普通加工方法比较起来,材料屈服极限和力学性能没有显著的改进。滚压成形的生产率低,且只能加工环形齿轮。精密锻造可用于生产各种尺寸的实心和空心齿轮[2,3]。通常,人们采用闭式镦挤的方法对直齿圆柱齿轮进行成形。采用该方法成形时,当金属流入齿形型腔与齿顶接触后,齿顶两侧区域是变形死区,单位挤压力会变得很大。这是因为对于闭式加工,成形时的减缩比R′与加工中毛坯全面积A及与模具不发生接触的自由表面积F有关,即:R′=A-FA(1)在成形过程...  (本文共3页) 阅读全文>>

中北大学
中北大学

直齿圆柱齿轮开放式成形工艺研究

齿轮是广泛使用的传动零件,其质量的高低直接影响着相关产品的性能水平。目前,传统的生产齿轮的闭式镦挤方法,成形载荷高,齿形难以充满,设备吨位大,模具寿命短,难以满足生产需求和提高产品的竞争力。为了降低成形力,本文在综合分析研究国内外齿轮成形的各种工艺方案的基础上,提出了一种新的直齿圆柱齿轮“开放式充填”温挤成形工艺方案,即开放式温镦挤—冷推挤复合成形工艺。从挤压成形齿轮的制造工艺链出发,建立了精确模拟分析的工艺过程模型、几何模型、弹塑性有限元模型。对于模拟中边界情况的定义、材料性能的施加、加工设备速度的选取和网格的划分等关键问题也进行处理。本文以大型非线性有限元仿真制造系统MSC·SuperForm为平台,进行了三维有限元数值模拟,分析了开放式成形方案下金属的应变、应力、以及载荷-行程曲线,确定了凹模的最佳形状尺寸参数。把确定的最佳变位系数下的新工艺方案成形齿轮与传统闭式镦挤成形齿轮进行了比较,分析得到“温—冷复合挤压成形” 新工...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>

《煤炭技术》2005年01期
煤炭技术

关于标准直齿圆柱齿轮的设计计算

1 关于齿轮传动指标的分析1 1 滑动系数u根据资料可知 :齿轮在B2 点啮合时 ,齿轮 1的齿根具有最大滑动系数u1max,且此时u1max=1- i2 1tanα/tanαe2 (1+i2 1) - 1式中 αe2 ———齿轮 2的顶圆压力角。见图 1。u1max是一个与ZZ 和i2 1有关的量。为考察u1max的变化趋向 ,笔者对下列齿数和传动进行了计算 (见表 1)。表 1 标准直齿圆柱齿轮的u1max(α =2 0 )Z1 12 17 2 0 3 0 40 60 80 10 0 160 3 0 0 10 0 0tanαe2 0 73 5 80 64 3 90 60 85 0 5 3 710 4985 0 45 740 43 5 60 42 2 10 40 12 0 3 842 0 3 7i2 1 =195 4-6 66-4 0 9-1 81-1 17-0 69-0 49-0 3 8-0 ...  (本文共3页) 阅读全文>>

《成都电子机械高等专科学校学报》2002年03期
成都电子机械高等专科学校学报

直齿圆柱齿轮传动机构的计算机辅助设计系统

1前言 齿轮机构可以用来传递任意两轴之间的动力和运动,它是现代机器中应用最广的一种传动机构,其优点是能保证两轴的传动比恒定不变、结构紧凑、工作可靠、效率高、寿命长、传递功率和适用速度的范围大等。因此,对直齿圆柱齿轮传动机构进行设计、强度校核及绘制加工零件图、立体图成为工程技术人员面临的任务。CAD技术作为电子信息技术的重要组成部分,是提高设计效率的有效工具,是实现设计自动化、加速国民经济发展的一项关键高新技术。利用CAD技术,不仅可以自动设计直齿圆柱齿轮传动机构的零件加工图,还能校核机构的强度。采用CAD技术,针对某一新产品,只需物人几个参数,所有设计工作只需几分钟,这无疑是设计人员梦寐以求的。因此,开发直齿圆柱齿轮机构CAD可以显著提高产品设计质量,降低劳动成本;缩短产品开发周期,加快产品更新换代;减轻设计人员的劳动强度,将设计人员从烦琐的重复劳动中解脱出来,投人更重要的工作。2系统总体方案设计数.据文件圈1系统总体功能结构圈...  (本文共6页) 阅读全文>>

《成都电子机械高等专科学校学报》2001年03期
成都电子机械高等专科学校学报

直齿圆柱齿轮传动机构的计算机辅助设计系统

1前言 齿轮机构可以用来传递任意两轴之间的动力和运动,它是现代机器中应用最广的一种传动机构,其优点是能保证两轴的传动比恒定不变、结构紧凑、工作可靠、效率高、寿命长、传递功率和适用速度的范围大等。因此,对直齿圆柱齿轮传动机构进行设计、强度校核及绘制加工零件图、立体图成为工程技术人员面临的任务。CAD技术作为电子信息技术的重要组成部分,是提高设计效率的有效工具,是实现设计自动化、加速国民经济发展的一项关键高新技术。利用CAD技术,不仅可以自动设计直齿圆柱齿轮传动机构的零件加工图,还能校核机构的强度。采用CAD技术,针对某一新产品,只需物人几个参数,所有设计工作只需几分钟,这无疑是设计人员梦寐以求的。因此,开发直齿圆柱齿轮机构CAD可以显著提高产品设计质量,降低劳动成本;缩短产品开发周期,加快产品更新换代;减轻设计人员的劳动强度,将设计人员从烦琐的重复劳动中解脱出来,投人更重要的工作。2系统总体方案设计基本参数模块数.据文件州几何尺寸...  (本文共6页) 阅读全文>>