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1、第7期機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2015年7月MachineryDesrgn&Manufacture67大模數(shù)直齒輪熱軋成形仿真與實(shí)驗(yàn)朱小星，朱英29王雙雙3王寶雨(1b京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，北京100083；2．長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院，陜西西安710064；3．和承汽車配件(太倉(cāng))有限公司，江蘇蘇州215400)摘要：采用熱軋工藝對(duì)大模數(shù)直齒輪的成形過程進(jìn)行了研究。利用SolidWorks和De~rm一3D軟件建立了大模數(shù)直齒輪熱軋成形的熱機(jī)耦合有限元模型，通過將工件轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為軋輥公轉(zhuǎn)成功實(shí)現(xiàn)了齒輪的熱軋成形過程。對(duì)模數(shù)5，齒數(shù)61直齒輪
2、成形進(jìn)行仿真，獲得了金屬位移流動(dòng)規(guī)律、齒部折疊角、溫度場(chǎng)分布及等效應(yīng)變分布規(guī)律；通過設(shè)置追蹤點(diǎn)，分析了齒形部位的金屬流動(dòng)規(guī)律；預(yù)測(cè)了徑向軋制力變化規(guī)律，揭示了大模數(shù)直齒輪熱軋成形機(jī)理。最后進(jìn)行齒輪軋制實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了大模數(shù)直齒輪熱軋成形的可行性。關(guān)鍵詞：大模數(shù)直齒輪；熱軋成形；有限元；成形機(jī)理；實(shí)驗(yàn)中圖分類號(hào)：TH16；TG335．19文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1001—3997(2015)07—0067—02NumericalSimulationandExperimentofHotRollFormingLargeModuleSpur
3、GearZHUXiao-xing，ZHUYing，WANGShuang-shuang，WANGBao-yu(1．SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；2．SchoolofEngineeringMechanical，Chang’anUniversity，ShaanxiXi’an710064，China；3．HechengVehicleParts(Taicang)C0，Ltd．，Jiangsu
4、Suzhou215400，China)Abstract：Thehotrollformingprocessisappliedinforminglarge,noa~spurgear．ThehotgearrollingtheoryisrealizedbymodelinginSolidworksandDeform一3D，andthefiniteelementmodel(FEM)thatcoupleddeformationandheattransferwasestabliseandtheFEmodevelocityboundarieswe
5、resetbyconvertingtheblankrotationintotherevolutionspeedoftheroller．ThelawsofmetalD，foldingangelofteeth,thetemperaturedistributionandeffectstrainsofthepartwereobtainedinthewholeprocessofhotrollformingspurgearwith5moduleand55teeth，alsotherollingforceW08predwtedbysimula
6、tion．Thesimulationresultsrevealtheformingmechanism,andtherollingexperimentswerecarriedoutwithseIf-designedrollingtool,whichverifedthatthehotrollforminglargegearisI廠easible．KeyWords：LargeModuleSpurGear；HotRollForming；FEM；FormingMechanism；Experiment1引言已經(jīng)得到了充分研究并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用
7、[5-6]。當(dāng)模數(shù)較大時(shí)，由于變形硬化的存在導(dǎo)致冷軋齒形困難，所以采用熱軋工藝更適合大齒輪具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)比準(zhǔn)確、操作可靠、效率模數(shù)大尺寸齒輪的成形[71。采用De~rm一3D有限元軟件，實(shí)現(xiàn)了大高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。在重工業(yè)動(dòng)力傳輸中大模數(shù)齒輪(m≥3)是必模數(shù)直齒輪的成形仿真，分析了大模數(shù)齒輪熱軋成形規(guī)律，并進(jìn)不可少的，隨著重型汽車等行業(yè)高速發(fā)展，大模數(shù)齒輪的需求與行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了熱軋大模數(shù)直齒輪的可行性。日俱增。目前，齒輪制造仍然以金屬切削為主，隨著塑性成形技術(shù)的發(fā)展，其在零件及毛坯制造工藝中占據(jù)越來越重要的地位。采2
8、齒輪熱軋?jiān)砑坝邢拊Ｐ陀盟苄猿尚畏椒ㄖ圃忑X輪，一直備受研究人員所關(guān)注，該技術(shù)可齒輪熱軋工藝是采用齒形軋輥擠壓坯料形成所需要的零件以提高材料利用率及生產(chǎn)效率高，改善齒輪纖維組織，增大齒部齒形。為了避免自由分度軋制時(shí)的亂齒現(xiàn)象目，采用軋輥和坯料被強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。齒輪塑
