冷整形对大模数直齿轮精度的影响

为提高大模数圆柱直齿轮冷整形后的精度,以实测齿轮预锻件形状尺寸为基础,建立基于误差模型的直齿轮冷整形过程的弹塑性有限元仿真模型,通过数值模拟得到精整量δ和精整凹模定径带长度L对齿轮齿廓总偏差和螺旋线总偏差的影响规律。对直齿轮冷整形工艺进行实际验证,并对整形后齿轮的检测数据进行方差分析。研究结果表明:精整量对齿轮精度影响显著;当精整量为0.15~0.20 mm时,通过冷整形可以获得齿形精度为8级、齿向精度为7~8级的齿轮;工艺实验得到的齿轮偏差与模拟结果变化趋势一致。     

圆柱齿轮冷精锻数值模拟及其轮齿修形规律

建立了黑色金属直齿圆柱齿轮冷精锻的有限元模型.采用有限元数值模拟和试验研究相结合的方法对直齿圆柱齿轮冷精锻过程中轮齿尺寸的变化进行了研究,获得影响冷精锻轮齿精度的2个主要因素是:冷锻时模具弹性膨胀和齿轮出模后的弹性回复,其中模具弹性膨胀是影响齿形精度的最主要因素.在冷精锻时,模具齿形变化可视为径向膨胀,越靠近齿顶变形量越小,根据数值模拟轮齿修形结果,分别绘制出了冷精锻时模具膨胀和工件弹性回复后的齿形曲线.采用实际制造出的冷精锻模具,对45#钢进行了成批量的冷精锻,锻出的齿轮精度等级达到了GB/T10095 1-2001/7级,其试验结果与数值模拟吻合较好.     

载重汽车用直齿轮冷挤压工艺参数多目标优化

针对大模数直齿轮冷挤压成形后端面加工余量大、齿顶塌角大和成形载荷大的问题,以齿顶圆角、入模角、劈分厚度、定径带长度为优化变量,应用响应面法和有限元数值模拟对齿轮冷挤压成形工艺参数进行多目标优化。以减小齿轮端面加工余量、提高齿顶充填性和降低成形载荷为目标,分别建立3个目标函数的二阶响应面模型,通过在可行变量空间内寻优,将优化后的最优工艺参数进行验证。研究结果表明:得到的模型预测精度高,能较好地描述3个目标函数关于设计变量的响应。大模数直齿轮冷挤压成形最优工艺参数为:齿顶圆角1.6 mm、入模角40°、劈分厚度2 mm、定径带长度15 mm。采用最优工艺参数加工的试样的端面加工余量降至1.91 mm,齿顶塌角量降至0.29 mm,成形载荷降低18.2%。工艺实验证明采用多目标优化得到的工艺参数可以获得合格的产品。     

分流挤压直齿轮成形工艺研究

分析了直齿轮在冷挤压精密成形过程中成形压力过大的特点,采用分流挤压二次成形工艺以降低成形力。运用UG建立直齿轮挤压几何模型,Qform2D/3D锻造模拟软件对齿轮冷挤压分流成形工艺进行模拟分析。通过模拟分析结果,确定了合理的成形方案,实践证明该工艺能有效地降低成形压力,保证轮齿填充饱满,提高模具寿命。     

基于响应面法的直齿轮冷挤压工艺多目标优化

针对某型大模数行星直齿轮在精锻成形工艺中成形载荷大、齿形塌角大及弹性回复影响齿形精度等问题,提出一种新型约束分流正冷挤压工艺.以降低成形载荷、减小轴向塌角长度及取得弹性回复量较小的齿轮为优化目标,以凹模入模角、毛坯直径系数、摩擦系数和模具挤压速度为优化变量,借助正交实验设计与Design-Expert V8软件进行响应面拟合建模分析,得到成形载荷及塌角长度的二阶响应面模型和弹性回复的线性模型,同时借助该软件进行多目标优化,得到最佳工艺参数组合,即入模角为67°,直径系数为1.15,摩擦系数为0.06,模具下压速度为52mm/s.有限元模拟和生产实践结果表明:优化后的工艺参数组合能生产得到弹性回复较小、表面质量好的行星直齿轮冷挤压件,并能有效减小塌角、降低成形载荷.     

齿轮模具成形磨齿应用软件的开发

为提高粉末冶金齿轮的成形精度，介绍了CNC成形砂轮的数值模拟廓形计算方法，开发了砂轮廓形计算及加工软件并进行了磨齿实验．所提出的算法简单直观，数据结构合理，可计算任意齿形．所开发的软件可对任意齿形的直齿、斜齿成形砂轮廓形进行计算并进行加工误差分析以确定最佳加工参数，同时生成砂轮修整和磨齿数控程序．磨齿试验表明，软件的计算精度足够，加工精度可满足实际要求，因此，文中方法是可行的．     

带毂直齿轮冷精锻新工艺及其数值模拟

根据带毂直齿轮的结构特点,采取4种具体措施解决其精密成形问题,提出一种带毂直齿轮精锻新工艺,以某具体带毂直齿轮零件为例,建立了其精锻成形过程的刚塑性有限元仿真模型,分析了其速度、应力与应变等场量信息,结合坐标网格实验探讨成形过程中金属的流动规律并进行成形载荷分析.结果表明:在较低载荷条件下,采用该带毂直齿轮精锻工艺能够获得齿形饱满的齿轮锻件;有限元模拟与工艺实验结果吻合较好,带毂直齿轮精锻工艺切实可行.     

基于坐标测量的准双曲面齿轮齿形精度控制

建立了表达准双面齿轮齿形精度的几何模型,计算分析了各加工误差独立存在时对准以面齿轮齿形精度影响的主次及相关性,利用齿面坐标测量值诊断齿轮加工参数误差,并确定误差补偿参数及其修正量。齿轮的补偿加工表明本方法可提高齿形加工精度。     

考虑弹性变形行为的齿形凹模修正方法

创建了弹塑性-弹性三维耦合模型,同步计算齿坯的弹塑性变形和模具的弹性变形,研究了齿形凹模和齿轮锻件的弹性变形行为,分析了模腔的弹性扩张规律和齿件的弹性回复规律.根据变形后齿廓的非渐开线特性,提出了反变形迭代修正法并用于修正齿形凹模,以获得满足精度要求的目标齿件.以模数1.5 mm、齿数20的标准渐开线齿轮锻件为例,应用反变形迭代法进行齿形凹模修正,获得了国标7级精度齿轮锻件,进一步说明该方法的修模流程及有效性.     

直齿插齿刀齿形造型新方法

给出了一种新的直齿插齿刀渐开齿形造型方法,该方法可使插齿刀的齿形误差带减小,提高被加工齿轮的精度。     

超短齿硬齿面双圆弧齿轮轮齿应力的三维光弹性分析

本文利用通常的三维光弹性实验技术和原理,对超短齿双圆弧齿轮进行了齿廓的应力分析。在实验中,专门设计了啮合位置可调的“摸拟啮合冻结试验装置”,使得模型齿轮在加载冻结过程中更真实妥贴的达到理想啮合受载,从而保证了实验结果的精确性。从对齿高参数不同的几种齿形进行探讨与实验表明,各种齿形上的应力分布规律大致相同,但齿根部位的最大应力值与位置则与所采用的齿形有关,且主要取决于齿高。本文就超短齿(h=1.4M_n)进行了三维应力分析得到了沿齿廓的应力分布,从而为它应用于低速重载齿轮传动的最佳齿形设计提供了可靠的实验依据。     

电磨齿轮的研究

电磨齿轮是一种针对汽车机床类型高速动力齿轮而研究的新工艺。由大连工学院机械制造教研室从1955年开始研究,曾在大连工学院学刊1955年第5期及1957年第2期发表过当时研究结果,本文主要叙述58年后工作结果;到目前为止刀具耗损问题已得到初步解决,经过500多个齿轮加工试验证明,这种工艺设备简单,要求不高,但能加工出精度很高(子傅动平稳性精度在一级以上)、噪音很低的齿轮。以剃齿高频淬火后的齿轮作为毛坯,经过电磨后,齿形基节等精度有相应提高,噪音平均降低6.8分贝。本文着重叙述降低刀具耗损方面的研究成果,并通过试验数据分析电磨齿轮精度特点及其所以能降低噪音的原因,并推荐;(1)剃齿——高频淬火——电磨;(2)热轧——冷轧——高频淬火——电磨; (3)滚齿——淬火——电磨三种齿形加工工艺路线,作为当前噪音问题尚未满意解决的中等模数高速动力齿轮之新工艺方案,也可作为解决小厂设备缺乏的途径。     

剃前滚刀的计算机包络模拟

为了提高齿轮的加工精度,改善剃齿刀具的工作条件,用Visual LISP语言编程进行AutoCAD软件二次开发,对剃前滚刀齿形进行参数化建模,从而实现了齿轮加工过程的计算机包络模拟,最终预见性地验证了剃前齿轮滚刀齿形设计的正确性.     

基于高承载能力的斜齿轮关键技术分析

齿形参数是影响齿轮承载能力的重要因素,针对车用变速器中的斜齿轮,考虑其特有参数——螺旋角并结合齿顶高系数,分析此类齿形参数对齿轮承载能力的影响具有十分重要的意义。以齿轮的弯曲和接触承载能力为研究目标,考虑不同的螺旋角及齿高系数,建立相应的参数模型,通过传统理论方法探究斜齿轮齿形参数对其承载能力的影响,并通过有限元分析对理论结果进行验证。研究表明:螺旋角与齿顶高系数的增大都会使齿轮接触强度提高,但是对于齿根弯曲强度来说,大齿顶高对它是不利的。     

负前角硬质合金齿轮滚刀齿形精度保持性的研究

负前角硬质合金齿轮滚刀具有曲线刀刃，提高其齿形精度保持性比具有直线刀刃的普通齿轮滚刀更复杂、更困难。针对负前角硬质合金齿轮滚刀齿侧面铲磨畸变的特点，提出了一种使用新型凸轮曲线的变Ｋ值铲磨工艺，并优化设计了相应的新型变Ｋ值凸轮，在生产中进行了实验验证。该工艺具有操作简单、使用方便、精度稳定等优点。     

增加齿轮滚刀齿侧面齿形合格长度的分析研究

齿轮滚刀国家新标准规定:滚刀齿侧面上齿形精度合格部分长度应不小于全齿长的1/2,本文就解决这一生产实际问题,研究了滚刀的铲磨原理,建立了控制齿形合格长度的数学模型,提出计算铲磨砂轮廓形的方法。其特点是精度高、程序简单,本文所提出的增加齿形合格长度的工艺方法,经广东韶关工具厂试验验证,精度可靠,操作方便,齿形精度可达到国标AA级。     

直齿内齿轮冷精锻成形工艺研究

文章系统研究了直齿内齿轮冷精锻成形工艺,并在原有工艺的基础上提出了改进后的新工艺,分析了内齿轮在冷精锻过程中金属的流动规律,得到了保证轮齿充满模具型腔的合理坯料尺寸;运用数值模拟方法,研究了冲头入口角、摩擦条件和模具关键过渡圆角的改变对内齿轮成形过程中工作载荷、有效齿长、模具寿命、金属流动和等效应变的影响,为生产实践提供理论依据和技术指导。     

关于圆弧点啮合齿轮(诺维柯夫齿轮)齿形的拟议

圆弧点嚙合齿轮的齿形对齿轮传动的承截能力、跑合性能和传动效率等影响很大,所以对於不同模数(或中心距)和不同齿面硬度的齿轮,应探用不同的齿形。本文从齿轮加工精度出发,又根据磨损理论找出齿形与跑合时间的基本关系来综台考虑齿廓半径差△r;根据齿面硬度确定齿廓牛径r,提出了不同模数和不同齿面硬度的圆弧齿轮齿形的建议,以供工厂及研究人员的参考。     

高精度齿轮制造中齿形误差的控制方法

本文提出了一种在滚齿机上应用蜗杆式齿轮剃刀加工五级高精度齿轮的方法。对于齿轮制造中较难达到的齿形精度,应用全截面误差测量图形,通过修正齿轮剃刀的齿形角来控制齿形制造误差。这种方法很适合于大、中模数高精度齿轮的制造。     

滚刀安装角的计算

通过对滚齿加工中滚刀安装角的分析，提出了用标准滚刀滚切标准齿轮、短齿圆柱齿轮及变位齿轮滚刀安装角的公式。并分析了滚刀安装角误差对被加工齿轮齿形精度的影响，经实践验证本公式在提高齿形精度方面取得了预期效果。