一、齿轮精密成形技术的研究（论文文献综述）
栗慧博,张如华,余洪,易雄,欧阳经政,曹传亮[1]（2021）在《经扩隅预成形的从动曲齿锥齿轮精密成形试验研究》文中进行了进一步梳理提出了一种采用"外闭-内开"式模具,从环形坯料起步,先扩隅预成形再终成形的分步成形工艺。以一种齿数为25、大端模数为9 （齿宽L为40 mm）的从动曲齿锥齿轮为研究对象,借助Deform-3D软件进行数值模拟研究,探索预成形模具的扩隅长度l及扩隅高度h对填充效果及终成形力的影响。结果表明,l的合理范围为13～17 mm、h的合理范围为3～4 mm,获得相同填充效果时,分步成形的终成形力降低14.3%。表明采用适当参数的扩隅预成形,可以使从动曲齿锥齿轮轮齿小端角隅较容易填充,同时能较大幅度降低终成形力;模具作用/运动方向与变形金属表面夹角较大或近似正交的情况下,扩隅空间也有分流和储备金属作用,可为其它锻件的模具设计提供借鉴。采用物理模拟试验对模拟结果进行验证,结果表明所获齿轮齿形填充饱满、轮廓清晰。
李心蕊[2]（2021）在《从动螺旋锥齿轮精密锻造成形及其数值模拟研究》文中进行了进一步梳理螺旋锥齿轮具有承载能力强、传动平稳性高、工作可靠等优点,对高速、重载传动的需求适应性高,是汽车后桥减速器上的重要传动零件。随着汽车工业的迅速发展,螺旋锥齿轮的需求量也随之越来越大,对其性能、寿命、成本、制造效率等方面的要求也逐渐提高。传统的齿轮加工工艺存在生产效率低、破坏材料的流线组织、生产成本高、性能不高等问题,螺旋锥齿轮的精密锻造工艺是解决上述问题的有效途径,精密锻造工艺应用于大型从动螺旋锥齿轮的成形制造,不仅能节省材料,提高加工效率,还能改善材料内部微观组织,提高齿轮的力学性能等,是高性能螺旋锥齿轮制造的先进工艺方法,但目前仍存在预成形优化、齿形精度控制等诸多亟待解决的难题。因此,研究从动螺旋锥齿轮的精密锻造工艺,实现螺旋锥齿轮性能、寿命、制造效率等的有效提升,对于我国汽车零部件产业的创新能力和竞争力的提升,以及推动我国汽车工业的发展,都具有十分重要的理论意义和工程意义。本文以汽车后桥从动螺旋锥齿轮的精密锻造工艺为研究对象,通过热模拟实验、理论分析、数值模拟相结合的方法,对材料的热变形行为、预成形优化、材料流动规律、模具的不均匀弹性变形等进行了较为系统的研究,对螺旋锥齿轮的精密锻造工艺方案进行了多方面的优化。论文的主要研究工作如下:（1）利用Gleeble-3800热模拟实验机对齿轮钢22CrMoH进行了等温热压缩试验,分析了该齿轮钢材料的高温变形行为规律,研究了变形温度、应变速率对其热压缩过程中的流变应力和材料内部微观组织的影响。基于Arrhenius本构方程建立了该材料的本构模型和热加工图,为数值模拟和锻造工艺参数的选择等奠定了基础。（2）提出了“下料-镦粗冲孔复合-辗扩预成形-终锻”的从动螺旋锥齿轮精密锻造成形工艺方案。在Deform平台上建立了基于径向环轧机的环件径向轧制热力耦合有限元模型,分析了齿轮坯预成形过程中材料的变形速度、应力应变、温度等重要物理场量的分布特点和变化规律。通过理论分析及实验验证,研究了进给速度、转速、轧辊尺寸等因素对环件的宽展现象和鱼尾缺陷的影响。通过正交实验分析,研究了上述因素对宽展现象以及鱼尾缺陷的影响规律。（3）优化了预成形工艺参数。为降低环件轧制时产生的宽展现象和鱼尾缺陷对环件的尺寸精度和后续加工带来的不利影响,建立了环件轧制工艺参数与宽展系数、鱼尾系数的非线性神经网络模型,采用蚁群优化算法在神经网络的解空间中搜索决策工艺参数的最优组合,在优化参数组合下轧制得到的环件可以满足宽展系数较小、鱼尾系数适中的综合目标,实现预成形坯料的良好成形。（4）对螺旋锥齿轮的终锻成形过程进行数值模拟分析,研究了成形过程中材料流动与充填规律,以及应力应变场、温度场和成形载荷的分布和演变规律,分析了所提出的锻造工艺的合理性。为提高锻造成形的精度,指导模具齿形的设计与修正,对锻造过程的模具应力及模具齿形的弹性形变进行了数值模拟分析,研究了模具应力和变形的分布特点和变化规律,获得了模具齿形上不均匀的弹性变形规律。针对终锻过程成形载荷大且锻件应力分布复杂的问题,提出了一种预成形坯料的设计方案,以成形载荷及锻件等效应力最小为优化目标,建立了预成形坯料的响应面优化设计模型,实现了预成形坯料的优化。
栗慧博[3]（2021）在《从动曲齿锥齿轮扩隅精密成形工艺研究》文中研究说明从动曲齿锥齿轮广泛应用于减速重载驱动装置之中。目前其主流加工方法为切削加工,但存在轮齿性能不够高、费料耗能、生产效率低下等问题。虽然人们探索了各种从动曲齿锥齿轮精密成形方法,包括开式模锻、闭式模锻、开-闭组合模锻、分流成形、摆辗成形等工艺,并在不大的范围应用于生产,但存在角隅填充困难、成形载荷过大、模具寿命不高等不足。本文参考正齿轮及直/斜齿圆柱内齿轮扩隅成形工艺以及模具模膛与坯料金属不贴合的理论,提出了一种分步扩隅成形工艺,实现从动曲齿锥齿轮的精密成形。分步扩隅成形工艺包括预成形和终成形两个阶段,预成形时齿模模腔在降低齿高和增大过渡圆角的同时,在齿腔小端设置扩隅空间,便于较多金属流至接近小端,得到小端坯料体积足够但形状欠规整的预成形件;终成形时,不仅增大齿高、减小过渡圆角,还对不规整的小端进行整形,得到齿形完整的精密成形件。本文以一种齿数为25、大端模数为9（齿宽L为40mm）的从动曲齿锥齿轮为研究对象,借助于DEFORM-3D软件进行数值模拟试验研究,首先对传统一步成形工艺进行模拟,结果表明轮齿小端最难填充,因此在小端进行扩隅。然后对扩隅长度l以及扩隅高度h进行优化,最终得出当l=（13～17）mm、h=（3～4）mm较为合理,角隅的填充效果趋近最优,成形载荷较小。取预成形齿模的扩隅空间参数为l=14mm、h=3mm,对成形过程中的金属填充、成形载荷、等效应力、等效应变及模具磨损情况进行分析。结果表明,新工艺可以显着改善齿轮角隅的填充情况,成形载荷较传统一步成形工艺降低14.3%,且模具的磨损量减小。用铅质坯料对从动曲齿锥齿轮分步扩隅成形工艺进行物理模拟实验,实验结果与模拟结果基本一致,齿形完整无缺陷,角隅成形良好,进一步验证了新工艺的可行性与模拟结果的准确性。本研究验证了扩隅成形工艺可以应用于模具作用/运动方向与变形金属表面夹角较大或近似正交的锻件成形,扩隅成形工艺兼顾了既保证角隅填充效果又降低成形载荷这一看似矛盾的两个方面,具有较强的实用价值和学术价值。
孙阳[4]（2021）在《基于数值模拟结合齿近净塑性成形工艺开发及其模架设计研究》文中研究表明随着我国汽车产业的不断发展,结合齿的需求越来越多,同时对结合齿的质量和精度要求也不断提高。我国结合齿成形技术与国外的发达国家存在着一定的差距,国外采用精密锻造成形技术制造结合齿,而我国部分企业依然采用采用传统的机械加工后焊接组装方法,与精密成形技术相比,传统方法效率低、组织性能差、使用寿命短,难以满足市场的需求。国内外采用精密锻造成形技术生产结合齿对外保密,尚未公开全部技术,国内很多学者也是从结合齿某些工序进行研究。结合齿的结构复杂,导致其成形难度高,需要多个工序才能完成产品制作。温精锻成形与热精锻相比克服了热精锻中因氧化导致的表面质量和尺寸精度降低的问题,与冷精锻相比模具寿命显着提升。温精锻具备冷精锻及热精锻的优点,因此本文主要研究温锻方式成形齿坯。本文根据结合齿零件图确定了工艺方案,制定了研究目标,并设计了热模锻件图,并根据热模锻件图设计了多个对比实验方案。通过数值模拟技术,借助Deform软件,首先从不同的连皮位置和预锻件结构上进行了有限元分析,成形效果表明结合齿锻件图不合适将连皮位置设置在底部,同时预锻件形状过于简单容易发生折叠,也不能起到预先分流的作用。随后从模锻方式、挤压方法上进行了对比研究,分别研究对比了每个方案成形效果、成形载荷、等效应力应变、模具磨损等,最终找到了闭式模锻的正向挤压成形的较理想方案,优化设计了预锻件结构。选取了坯料加热温度、凹模预热温度、锻压速度三个工艺参数研究其对成形载荷的影响,按照正交实验方法进行了9组实验对比,判定优化后最佳的工艺参数组合应该是为坯料加热温度900℃,凹模预热温度350℃,锻压速度为50mm/s,并将优化方案进行有限元模拟分析,发现其成形载荷确实低于其他方案,证明了优化方案的可行性。数值模拟研究出结合齿关键工序的成形工艺,有利于企业降低研究实验成本、缩短研究周期、提高研究效率。精密锻造成形结合齿比企业车削加工方式更能使材料成本降低、材料利用率提高。本文根据热锻模图计算出所需坯料的尺寸,通过理论计算和公司实际需求,设计出终锻、预锻、墩粗用凸凹模或上下模结构,以及便于坯料取出的组合式模腔结构。结合工厂热模锻压力机的闭合高度自下而上的设计出最终的模具结构图,包括了垫板、各个工序模具、垫块、顶杆、导柱导套、模架等,根据实际需求确定了主要零件的材质和热处理要求,并制作组装了模具和模架实物。
李春洋[5]（2020）在《双金属直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术研究》文中进行了进一步梳理据汽车市场分析报告指出,目前我国汽车保有量接近4亿辆,汽车尾气对环境造成了严重污染,被称为移动的污染源。减少排放,降低污染已成为当下汽车工业发展的重中之重。汽车轻量化可有效提高燃油效率,减少污染物的排放,齿轮作为汽车重要零部件,在汽车质量中占有很大比重,齿轮轻量化可以有效降低整车质量。铝合金密度仅为钢的三分之一,对于承受载荷较小的齿轮,可以选择铝合金代替钢材作为齿轮材料。但是铝合金齿轮齿面接触疲劳强度较低,为提高铝合金齿轮的可靠性,需进一步提高其齿面疲劳强度。对此,本文提出使用双金属来制造直齿圆柱齿轮,即容易失效的轮齿部位使用钢材,轮齿以里部位使用铝合金,在齿轮达到一定强度的同时,实现其轻量化。如果使用以往切齿加工的方法成形双金属齿轮,不仅材料浪费严重,而且加工效率低下。采用冷精锻工艺来成形双金属齿轮,可以节约材料,提高生产效率,同时使双金属通过塑性变形紧密咬合,提高齿轮机械性能。本文通过将数值模拟和工艺试验相结合,对双金属齿轮冷精锻工艺进行成形性的研究,主要工作如下:（1）选择45钢材和6061铝合金作为双金属材料。提出钢环套铝合金棒料的配合方式,以及5种不同厚度钢环与对应尺寸的铝合金棒料,相互配合为5种坯料方案,便于对不同坯料方案下双金属的变形情况进行对比分析。根据目标齿轮外形,设计双金属齿轮单向挤压成形工艺方案。（2）使用Deform-3D对工艺方案进行模拟,并对模拟结果中双金属变形情况以及变形过程的金属速度场、应变场、成形载荷等内容进行分析。（3）结合模拟结果,加工制造模具,同时准备双金属坯料。对5种方案分别进行试验。最终成形齿轮充填饱满,上下端面处双金属以“波浪线”的形式相互咬合,无缝隙或孔洞存在。（4）分别对双金属在各个位置的具体变形尺寸、在齿顶和齿根位置的结合状态、钢环纵切面和横切面金相组织变形情况进行观察分析。通过观察得知,钢环坯料厚度越薄,双金属咬合越深。当钢环厚度太薄时,双金属在齿顶位置不能完全贴合。综合双金属咬合及结合情况,钢环厚度为4.5mm、铝合金棒料直径为30.5mm的坯料方案4可以保证双金属零件高强度自然咬合。通过计算,该方案可使齿轮减重约30%。通过数值模拟和工艺试验等手段对双金属直齿圆柱齿轮冷精锻工艺进行成形性研究,结果表明采用冷精锻工艺成形双金属齿轮是可行的。这一研究成果对齿轮轻量化研究和双金属锻造成形工艺的发展有一定的现实意义。
王士灿[6]（2020）在《直齿轮精锻复合成形关键技术研究》文中研究说明直齿圆柱齿轮广泛的用于各种机械装备中,它是整个传动系统中最重要的组成部分之一。随着我国机械装备水平的迅速发展,齿轮对于整个机械零部件市场的需求也越来越大。目前国内的齿轮的生产多数以机加工为主,部分企业也通过精锻成形方式生产。随着模具制造技术的不断发展和新材料的开发应用,通过精密锻造成形后的齿轮,外部不仅齿面光滑,而且内部金属流线完好,齿轮的质量得到了很大的提高。然而,在精锻生产过程中仍然存在材料利用率不高,成形载荷较大,齿轮精度相对较差,锻件出现裂纹等问题,很大程度上增加了制造成本和降低了成形质量。本文以某农机装备传动系统中的转向齿轮为研究对象,从零件本体出发,分析目前机加工过程中存在的问题,依据金属塑性成形基本理论,提出了一种全新的转向齿轮“温-冷复合成形”的生产工艺,并从生产工艺有限元数值模拟、温锻工艺参数多目标优化、复合成形挤压力数学模型建立及模具结构设计等方面对直齿轮精锻成形复合工艺关键技术进行了系统全面的研究。针对原机加工生产方式导致的生产效率低,材料利用率低,齿轮质量存在缺陷等问题,从转向齿轮复杂的结构分析出发,分别从锻件的材料、锻件的几何形状、锻件的尺寸精度、模具的使用寿命等方面进行工艺分析,结合金属塑性成形理论和模具设计的合理性,确定了可用于实际生产的转向齿轮精锻复合成形工艺路线。对齿轮的成形过程进行限元数值模拟分析,验证所设计的工艺路线中关键成形工序的可行性及合理性。使用有限元数值模拟仿真设计软件DEFORM-3D,对转向齿轮的直齿成形和花键成形过程进行了数值模拟仿真研究,结果表明,直齿轮和花键在成形过程中应力-应变、成形力等关键参数满足塑性要求,且齿轮成形结果较好,证明了工艺的可行性和生产参数的合理性。针对使用20CrMnTi合金钢进行精锻过程中产生较大残余应力和较大的成形力,导致齿轮的齿面精度与模具的使用寿命低的问题。以响应面分析不同工艺参数对残余应力和成形力的影响,对多目标工艺参数进行优化,从而降低残余应力和成形力。结果表明,当坯料温度为820℃,变形速率为18.8mm/s,摩擦系数为0.08时,可使齿轮获得较小的残余应力和成形力。成形力的大小关系到锻造成形的设备选型,计算机仿真虽然可以精确的进行吨位计算,但也存在计算时间及环境的局限性。同时,采用芯棒约束成形的齿轮,需要设计芯棒与坯料的间隙,间隙过大锻件会填充不足,间隙过小达不到降低成形力的效果。以转向齿轮中的直齿部分为例,在极坐标下通过主应力法,建立了齿轮成形力数学计算模型和齿轮芯棒间隙的计算模型,通过计算机仿真验证,所推导出的成形力数学模型接近与仿真结果的数值,其平均误差仅为6%左右。基于成形力数学模型推导出的芯棒间隙计算模型接近仿真试验值,为毛坯尺寸设计提供依据。根据所提出的优化方案和优化后工艺参数,结合实际生产数据,通过有限元数值模拟分析验证了20CrMnTi合金钢转向齿轮的直齿部分和花键部分成形工艺。仿真结果表明,该转向齿轮最复杂的直齿部成形,成形力-行程曲线接近理论推导,满足生产要求。直齿及花键成形结果良好,为同类型产品的实际生产的提供了理论技术基础。
吴泽[7]（2019）在《直/斜齿圆柱内齿轮一步精密成形工艺初步研究》文中进行了进一步梳理与切削加工相比,锻制齿轮具备材料利用率高、生产效率高、齿轮金属纤维流线完整、轮齿弯曲强度高等优点,但内齿轮精密成形工艺研究尚不够深入。在已有的柱形齿轮扩腔凹模成形工艺的基础上,本文进一步研究了直/斜齿内齿轮扩隅凹模成形工艺。为改进闭式模锻而提出的扩隅凹模成形工艺的要点在于在齿形芯模下角隅设置扩隅模腔,使得镦压阶段成形结束时上角隅填充良好,齿形基本完成,仅在下角隅扩隅模腔内形成“鼓肚”,这是由于在模腔下角隅增设了扩隅模腔,使得工件难填充局部表面为自由表面,降低了变形力;另一方面,虽然下角隅形状欠规整,但储备了合适的体积,以便顶出阶段回流至齿形型腔。顶出阶段,依靠扩隅模腔倾斜侧壁产生约束整形的效果,使得下角隅“鼓肚”顺利回流至凹模模腔,以实现内齿轮下角隅的填充。本文以模数3 mm、齿数18、齿宽25 mm的直/斜齿（螺旋角15°）圆柱内齿轮为研究对象,利用DEFORM-3D有限元软件对其扩隅凹模成形工艺进行了数值模拟研究。分析5种不同扩隅模腔下直齿内齿轮成形质量和成形力,确定其最佳扩隅模腔,在此基础上进一步分析了主要几何参数（扩隅斜角α、齿宽方向尺寸b、齿高方向尺寸h）对新工艺成形质量的影响。结果表明,当α值（b值）增大时镦压成形力减小,而顶出力有所上升;当α值选取8°14°时,b值取（1/41/2）B时,h值选取（1/41/2）H时,内齿轮成形质量较好,正交优化试验结果表明,在保证内齿轮成形质量前提下,可取小的α值和h值,适当增大b值。分析新工艺成形过程中内齿轮成形质量、成形力、等效应力、金属流动规律等信息。结果表明,在显着改善齿轮角隅填充质量的同时,新工艺镦压成形力较常规闭式模锻工艺可降低70%左右。此外,本文针对斜齿内齿轮扩隅凹模成形工艺进行初步研究,模拟结果表明,镦压成形力可降低55%左右,顶出成形力不足其10%。以铅制环状坯料对直齿内齿轮扩隅凹模成形工艺进行物理模拟实验。实验结果与数值模拟结果基本吻合,进一步佐证新工艺的可行性和数值模拟准确性。
庄武豪[8]（2019）在《直齿非圆锥齿轮热锻成形规律与精度控制方法研究》文中研究说明直齿锥齿轮是动力传递的关键基础零件,根据其传递动能的特点可以分为定速比的直齿圆锥齿轮和变速比的直齿非圆锥齿轮。由于直齿圆锥齿轮传递动能的效率高、可靠性高、稳定性强,已经广泛用于制造装备、运载装备、武器装备等众多工业领域。然而,随着近年来我国重大装备的精密化和集成化发展,对关键基础零件的功能和性能要求日益严苛,定速比的直齿圆锥齿轮已经很难满足重大装备发展的需求。直齿非圆锥齿轮属于变速比传动机构,能够执行许多直齿圆锥齿轮难以执行的特殊传动模式,因此非常适合用于具有特种性能需求的传动装置。例如将其应用于高越野性能的汽车限滑差速器中能够代替复杂的差速锁实现限滑功能;应用于齿轮流量泵中可以实现变流量传输;应用于高速重载精密分动器中可以将连续运动转换为分段运动输出等。为了满足我国机械装备高速发展的迫切需求,必然要求加快推进直齿非圆锥齿轮的应用与推广。然而,由于国外实行了严格的技术封锁,导致我国直齿非圆锥齿轮的设计和制造技术发展受到了严重的限制,制约了我国直齿非圆锥齿轮的应用和推广,阻碍了我国高端装备和关键零部件技术的发展。本课题针对现有直齿非圆锥齿轮设计方法存在的求解过程复杂和通用性差等缺点,提出了一种基于曲面向量矩阵坐标变换的直齿非圆锥齿轮精确设计方法。首先,根据主、从动齿轮的节锥面纯滚动关系,推导了直齿非圆锥齿轮节锥面方程。其次,推导了节锥面上法向量方程,建立了直齿非圆锥齿轮等距面设计方法;第三,分析了直齿非圆锥齿轮的产形运动关系,提出了采用平面产形轮和圆锥产形轮的齿廓设计方法,建立了齿廓数学模型;第四,讨论了齿廓设计中存在的曲率干涉界限点和啮合界限点的存在条件,提出了齿廓界限点判定方法。采用所提出的直齿非圆锥齿轮设计方法,成功设计了某汽车限滑差速器用直齿非圆锥齿轮。采用有限元模拟方法和限滑差速器传动试验,验证了所提出的直齿非圆锥齿轮设计方法的可靠性。以限滑差速器用直齿非圆半轴锥齿轮为对象,根据其几何特征首先提出了预制坯精确设计方法,开发了带有预制坯的直齿非圆锥齿轮热锻成形工艺。全面揭示了直齿非圆锥齿轮热锻成形过程中的金属流动规律、应力应变以及温度场的分布与演化规律,对比分析了有无预制坯对齿轮锻件的温度场和应变场以及齿模的温度场影响规律。研究结果表明,采用所设计的预制坯成形直齿非圆锥齿轮,显着提高了不同齿形间填充过程的同步性,提高了齿轮锻件的温度场和应变场的均匀性以及齿模温度分布的均匀性,有利于保证热锻直齿非圆锥齿轮的成形质量和提高齿模服役寿命。为了实现直齿非圆锥齿轮的大批量生产,必须解决齿模强度设计问题。本课题首先揭示了直齿非圆锥齿轮热锻过程中的齿模应力分布与演化规律,根据齿模受力状态和几何形状特征,提出了适用于直齿非圆锥齿轮的曲面分模设计方法。其次,提出了基于均匀预紧力的模具预紧强化通用设计方法,突破了现有的模具预紧设计方法仅适用于厚壁筒型模具型腔的不足,实现了直齿非圆锥齿轮齿模高强度和小型化设计。针对直齿非圆锥齿轮热锻成形中齿形精度控制困难的问题,本课题首先根据热锻成形过程中应力场和温度场的传递关系,提出了能够显着提高齿形偏差预测效率的有限元预测模型建模策略,显着提高了运算效率。运用该建模策略,揭示了齿模预紧变形、齿模受载弹性变形、齿模热膨胀变形、热锻齿轮回弹变形和热锻齿轮不均匀冷却收缩变形对热锻直齿非圆锥齿轮齿形偏差的影响规律,并提出了齿形偏差补偿方法。为了实现直齿非圆锥齿轮精密成形,本课题建立了直齿非圆锥齿轮热锻齿形精度控制方法。首先,为了提高直齿非圆锥齿轮齿模制造精度,创新地提出了基于预紧量调控的直齿非圆锥齿轮齿模精度修正方法。采用BP神经网络建立了齿模预紧量和齿模精度之间的非线性关系,采用遗传算法对齿模预紧量进行了寻优设计,获得了采用昂贵模具加工设备和复杂模具加工工艺难以制造的高精度齿模。其次,针对直齿非圆锥齿轮热锻成形过程中系统误差对齿形精度影响显着的问题,本文首先总结了影响热锻齿形精度的三类系统误差:预紧量加工误差、预紧偏轴度误差和模具平行度误差;并详细揭示了三类系统误差及其方位角对齿形偏差的影响规律。在此基础上,通过调整三类系统误差之间的相互匹配关系,达到不同系统误差所致齿形偏差相互抵消的效果,实现了对热锻直齿非圆锥齿轮齿形精度的有效控制。
郭开元[9]（2018）在《主动螺旋锥齿轮双向镦挤精密成形新工艺研究》文中指出与一般锥齿轮比较,螺旋锥齿轮具备啮合性能更加优良、承载能力更高、传动效率更高等特有的优势。相比切削加工方法,精密塑性成形不仅材料利用率高、生产率高,并且具有连续分布的纤维组织,使得轮齿耐疲劳和耐磨性能更高。虽然已经有诸多研究者对螺旋锥齿轮精密成形进行了研究,但仍然存在成形力大、模具结构复杂、角隅填充欠饱满等缺陷。本文在借鉴“（齿形凸模）双向镦挤精密成形直齿圆柱齿轮”及“螺旋锥齿轮闭塞挤压”研究成果的基础上,以一种齿数为10、中点法向模数为3.338、中点螺旋角为50°的主动螺旋锥齿轮为研究对象,提出了一种无齿凸模双向镦挤精密成形新工艺。本文分析了主动螺旋锥齿轮镦挤成形工艺的特点及其在不同的镦挤成形方案中,预制坯料侧表面、端面所受摩擦力的不同。利用有限元模拟分析软件Deform-3D分别对带轴及无轴主动螺旋锥齿轮的单、双向镦挤成形过程进行了数值模拟研究,对成形力、载荷-行程曲线、等效应力、等效应变等信息进行了分析。结果表明,新工艺的成形过程能够划分为自由变形、充满、角隅充填3个阶段。对带轴主动螺旋锥齿轮来说,与单向镦挤比较,双向镦挤过程中载荷最高值降低了14%以上,等效应力在模具承受范围内,没有产生应力集中现象,材料流动性较好,无破坏现象;对无轴主动螺旋锥齿轮来说,无齿凸模双向镦挤在载荷方面明显较小。金属流动更加顺畅,齿型腔凹模更容易被充满。同时,无齿凸模及其对应的凹模结构简单、容易制造。为了验证数值模拟的可靠性,以纯铅为预制坯料进行了物理模拟实验。预制坯料的设计加工的关键是要保证圆台上、下两端圆柱高度一致。实验过程的关键是对凸模的运动量要进行精确的刻度标记,保证上、下凸模行程一致。通过多次物理实验,得到了齿廓清晰、充填饱满的无飞边铅质主动螺旋锥齿轮。本研究的不足之处是需要专门的制坯工序,对如何实现双向镦挤及锻件脱模考虑不够深入,未能完成生产用模具的整体结构设计。本研究对主动螺旋锥齿轮精密成形技术进行了一次探索,研究结果对主动螺旋锥齿轮高效、节能、节材的近净成形技术研究具有一定参考意义。
党玉功[10]（2017）在《准双曲面齿轮大轮冷摆辗加工关键技术研究》文中认为准双曲面齿轮广泛用作汽车驱动桥的主减速齿轮,目前主要采用铣削加工方式,这种加工方式会造成齿根弯曲疲劳强度低、齿面抗疲劳能力差、材料去除率高、生产效率低等问题。采用近净成形精密锻造加工准双曲面齿轮可以克服铣削加工的缺点,但是由于准双曲面齿轮形状复杂、成形难度大,导致锻造设备吨位要求高、工件齿形精度低。目前精锻后的准双曲面齿轮仍需拉齿或磨齿精加工才能保证齿形精度,锻后工件表面原本致密的金属纤维组织会被切断,降低或达不到抗疲劳制造的效果。为满足抗疲劳制造要求,本文针对传统冷摆辗技术模具结构复杂、容易产生齿面缺陷和应力集中等缺点,提出一种专用的摆辗加工方法对锻后准双曲面齿轮大轮进行精加工。采用数值模拟和试验验证相结合的方法,对该技术进行探索和研究,论文主要研究内容如下:基于成形法加工理论,提出一种专用的准双曲面齿轮冷摆辗加工方法。在构建冷摆辗加工坐标系的基础上,由虚拟砂轮方程推导出摆辗模具的方程。依据齿轮啮合过程中齿顶和齿根不干涉原则,确定了大轮齿根过渡曲线的最大圆弧半径。对摆辗模具和虚拟砂轮进行干涉检查,以确保摆辗的质量和精度。该方法采用单齿摆辗加工,可显着简化模具结构。基于金属弹塑性热力耦合有限元基本理论,分析几何网格模型、材料模型以及边界条件和工艺参数的合理设定,构建冷摆辗成形的有限元模型。通过对成形过程的数值模拟,分析研究工件与模具的接触区、金属流动速度场、温度场、应力场、摆辗力、摆辗力矩以及微观组织的变化规律。模拟结果证明该摆辗方法的局部加载性质,材料在难成形区能保持较好的塑性,金属晶粒最终被辗成条形的纤维组织,机械性能得到显着的改善。分别采用单因素和正交试验方法,运用数值模拟手段研究工艺参数对试验指标（即摆辗成形力和齿面最大回弹量）的影响规律,拟合摆辗成形力随工艺参数变化的趋势曲线,得到各因素较优的工艺参数组合,并对试验结果进行回归分析和相关性检验。通过对模具失效形式分析,构建基于局部应力应变理论的模具寿命预测模型。用单因素法通过数值模拟研究工艺参数对摆辗模具寿命的影响规律,得到较优的工艺参数以提高模具的寿命。根据有限元数值模拟结果重构回弹齿面,检测重构齿面得到回弹误差的大小和分布规律。由齿面参考点处的回弹量,获取齿高和齿长方向工件的弹性回复规律。采用综合补偿法对模具进行回弹补偿修正,根据修正算法构建回弹误差补偿迭代系统。对摆辗加工齿轮进行LTCA分析,验证模具回弹补偿修正算法的可行性。基于上述研究,在冷摆辗机床上采用修正后的模具进行加工试验。齿轮测量结果表明冷摆辗加工齿轮的精度能够达到7级。对摆辗加工齿轮进行金相分析,显示冷摆辗加工后齿轮金属纤维未被切断,在摆辗压应力作用下最终被辗成条形纤维组织,硬度得到显着提高,证明本文提出的摆辗加工方法可显着地提高其机械性能。
二、齿轮精密成形技术的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、齿轮精密成形技术的研究（论文提纲范文）
（1）经扩隅预成形的从动曲齿锥齿轮精密成形试验研究（论文提纲范文）
| 引言 |
| 1 成形目标与数值模拟初始条件 |
| 2 一步成形 |
| 3 扩隅预成形数值模拟 |
| 3.1 扩隅预成形齿模设计 |
| 3.2 不同扩隅参数取值时轮齿小端角隅填充情况 |
| 3.2.1 扩隅参数的确定 |
| 3.2.2 分步成形的金属填充情况 |
| 3.3 变形力 |
| 4 物理模拟试验 |
| 5 结论 |
（2）从动螺旋锥齿轮精密锻造成形及其数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 螺旋锥齿轮概述 |
| 1.2.1 螺旋锥齿轮简介 |
| 1.2.2 螺旋锥齿轮加工技术 |
| 1.3 齿轮精锻技术的发展与研究现状 |
| 1.3.1 齿轮精锻技术的发展 |
| 1.3.2 齿轮精锻技术的研究现状 |
| 1.4 齿轮精锻技术当前存在的问题 |
| 1.5 选题意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 课题背景及意义 |
| 1.5.2 课题研究内容与研究方法 |
| 第2章 22CrMoH齿轮钢热压缩实验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方案 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.3 实验结果及分析 |
| 2.3.1 应力应变特征 |
| 2.3.2 微观组织观察 |
| 2.4 本构方程的构建 |
| 2.5 热加工图的绘制 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 齿轮坯预成形工艺数值模拟及宽展变形研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大模数螺旋锥齿轮锻造成形工艺方案 |
| 3.3 环件轧制力学原理 |
| 3.3.1 咬入条件 |
| 3.3.2 锻透条件 |
| 3.4 主要轧制工艺参数 |
| 3.4.1 轧制比 |
| 3.4.2 每转进给量 |
| 3.4.3 轧制时间 |
| 3.4.4 进给速度 |
| 3.5 环件轧制有限元模型的建立 |
| 3.6 环件轧制数值模拟分析 |
| 3.6.1 模拟结果分析 |
| 3.6.2 等效应力和应变分析 |
| 3.6.3 温度分析 |
| 3.6.4 宽展结果分析 |
| 3.7 环件轧制参数对宽展的影响 |
| 3.7.1 进给速度对宽展的影响 |
| 3.7.2 转速对宽展的影响 |
| 3.7.3 芯辊尺寸对宽展的影响 |
| 3.7.4 驱动辊尺寸对宽展的影响 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 齿轮坯预成形工艺参数的优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 影响环件轧制宽展的主要因素 |
| 4.2.1 进给速度对环件宽展的影响 |
| 4.2.2 转速对环件宽展的影响 |
| 4.2.3 轧辊尺寸对环件宽展的影响 |
| 4.3 正交实验设计 |
| 4.3.1 实验目的及实验指标 |
| 4.3.2 考察因素及因素水平 |
| 4.3.3 正交表的选择 |
| 4.4 正交实验结果分析 |
| 4.4.1 正交实验结果分析方法 |
| 4.4.2 正交实验结果分析 |
| 4.5 基于蚁群算法的环件轧制工艺参数神经网络优化 |
| 4.5.1 环件轧制工艺参数神经网络的建立 |
| 4.5.2 建立多目标优化模型 |
| 4.5.3 蚁群算法优化 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 终锻过程数值模拟及模具弹性变形研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 螺旋锥齿轮锻造工艺有限元分析 |
| 5.2.1 建立有限元模型 |
| 5.2.2 速度场分布及演变规律分析 |
| 5.2.3 应力应变场分布及演变规律分析 |
| 5.2.4 载荷-行程曲线分析 |
| 5.3 模具齿形不均匀弹性形变分析 |
| 5.3.1 建立有限元模型 |
| 5.3.2 模拟结果分析 |
| 5.4 基于响应面的预成形坯料截面形状优化 |
| 5.4.1 预成形坯料形状设计 |
| 5.4.2 设计变量的选择和优化目标的确定 |
| 5.4.3 建立响应曲面模型 |
| 5.4.4 响应曲面分析 |
| 5.4.5 最优解分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间完成的论文 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）从动曲齿锥齿轮扩隅精密成形工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究内容和方法 |
| 1.2.1 研究内容 |
| 1.2.2 技术路线 |
| 第2章 曲齿锥齿轮精密成形研究现状 |
| 2.1 曲齿锥齿轮的种类与应用场合 |
| 2.2 曲齿锥齿轮常用材料与主流制造方法 |
| 2.3 精密塑性成形的优越性 |
| 2.4 从动曲齿锥齿轮形体结构与精密成形难度 |
| 2.4.1 从动曲齿锥齿轮的形体结构分析 |
| 2.4.2 从动曲齿锥齿轮的精密成形难度分析 |
| 2.5 传统从动曲齿锥齿轮精密成形工艺 |
| 2.5.1 闭式模锻 |
| 2.5.2 分流成形 |
| 2.5.3 摆辗成形 |
| 2.5.4 复合成形工艺 |
| 2.6 从动曲齿锥齿轮精密成形相关问题 |
| 2.6.1 变形温度 |
| 2.6.2 齿模的安装位置 |
| 2.6.3 分模位置 |
| 2.7 锻模模膛与变形金属的不贴合 |
| 2.8 扩隅成形 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 从动曲齿锥齿轮扩隅成形工艺 |
| 3.1 三维造型设计 |
| 3.1.1 终成形件三维造型 |
| 3.1.2 预成形件三维造型 |
| 3.2 扩隅预成形工艺的提出 |
| 3.2.1 分步扩隅成形工艺的原理 |
| 3.2.2 意义和特点 |
| 3.3 扩隅成形工艺的建立 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 新工艺数值模拟研究及参数优化设计 |
| 4.1 DEFROM-3D软件介绍 |
| 4.2 数值模拟参数的设定 |
| 4.3 预成形模具扩隅结构的设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 新工艺的成形规律分析及探讨 |
| 5.1 分步成形的金属填充情况 |
| 5.2 载荷-行程曲线分析 |
| 5.3 坯料网格变化 |
| 5.4 等效应力分析 |
| 5.5 等效应变分析 |
| 5.6 金属流动规律分析 |
| 5.7 运用点追踪分析成形过程中金属的流动情况 |
| 5.8 从动曲齿锥齿轮分步扩隅精密成形工艺模具磨损分析 |
| 5.8.1 基于Archard模型的简单粘着磨损计算 |
| 5.8.2 模具磨损规律分析 |
| 5.8.3 模具磨损分析 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 从动曲齿锥齿轮精密成形物理模拟实验 |
| 6.1 实验准备 |
| 6.1.1 模具设计和加工 |
| 6.1.2 实验坯料制备 |
| 6.1.3 实验设备 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.3 实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）基于数值模拟结合齿近净塑性成形工艺开发及其模架设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 结合齿的国内外现状 |
| 1.3 课题来源及课题主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目的及意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 技术路线图 |
| 2 精密锻造成形技术及刚塑性有限元法基本理论与方法 |
| 2.1 精密锻造成形技术 |
| 2.1.1 冷精锻成形技术 |
| 2.1.2 温精锻成形技术 |
| 2.1.3 热精锻成形技术 |
| 2.1.4 复合精密成形技术 |
| 2.2 刚塑性有限元法基本理论 |
| 2.2.1 塑性成形问题的分析方法 |
| 2.2.2 刚塑性材料的基本假设和边值问题 |
| 2.2.3 刚塑性材料的变分原理 |
| 2.3 数值模拟软件 |
| 2.3.1 Deform软件简介 |
| 3 结合齿工艺分析及数值模拟 |
| 3.1 结合齿工艺分析 |
| 3.1.1 零件图分析 |
| 3.1.2 工艺方案确定 |
| 3.1.3 精锻工艺的研究目标 |
| 3.2 热锻件图的设计 |
| 3.3 初始工艺方案研究 |
| 3.4 初始方案数值模拟 |
| 3.4.1 三维模型建立与导入 |
| 3.4.2 参数设置 |
| 3.4.3 数值模拟分析 |
| 3.5 成形方案优化 |
| 3.5.1 成形效果情况 |
| 3.5.2 成形载荷对比分析 |
| 3.5.3 温度变化情况及分析 |
| 3.5.4 等效应力分布情况及分析 |
| 3.5.5 等效应变分布情况及分析 |
| 3.5.6 模具磨损量分析 |
| 3.6 齿坯预锻件结构及工艺优化 |
| 3.6.1 预锻件结构优化 |
| 3.6.2 工艺正交实验 |
| 3.6.3 优化工艺仿真验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 模具设计与研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模锻设备 |
| 4.3 坯料体积计算与尺寸确定 |
| 4.4 模具设计 |
| 4.4.1 终锻模具设计 |
| 4.4.2 预锻模具设计 |
| 4.4.3 镦粗模具设计 |
| 4.4.4 模架结构设计 |
| 4.4.5 模架材料选择 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间科研成果简介 |
| 致谢 |
（5）双金属直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 直齿圆柱齿轮及其加工方法简介 |
| 1.2.1 直齿圆柱齿轮参数和传动特点 |
| 1.2.2 直齿圆柱齿轮的主要成形方法 |
| 1.2.3 直齿圆柱齿轮精密成形特点 |
| 1.3 国内外直齿圆柱齿轮精锻成形工艺研究现状 |
| 1.3.1 国外直齿圆柱齿轮精锻成形工艺的发展 |
| 1.3.2 国内直齿圆柱齿轮精锻成形工艺的发展 |
| 1.4 数值模拟技术简介 |
| 1.4.1 数值模拟技术在塑性成形领域的应用 |
| 1.4.2 有限元三维数值模拟软件Deform-3D简介 |
| 1.5 课题介绍 |
| 1.5.1 课题背景 |
| 1.5.2 双金属齿轮精密成形的研究意义 |
| 1.6 双金属齿轮净成形的研究内容和创新点 |
| 1.6.1 课题研究内容 |
| 1.6.2 双金属直齿圆柱齿轮净成形的创新点 |
| 第二章 刚塑性有限元基本理论及其关键技术 |
| 2.1 金属塑性变形基本理论 |
| 2.1.1 材料的塑性及描述 |
| 2.1.2 金属塑性变形的本质和屈服准则 |
| 2.2 刚塑性有限元法基本理论 |
| 2.2.1 刚塑性材料的基本假设 |
| 2.2.2 刚塑性材料的边值问题 |
| 2.3 刚塑性有限元变分原理 |
| 2.3.1 理想刚塑性材料Markov变分原理 |
| 2.3.2 刚塑性材料不完全广义变分原理 |
| 2.4 刚塑性有限元的求解方法 |
| 2.4.1 单元与形函数 |
| 2.4.2 单元应变速率矩阵 |
| 2.4.3 单元刚度矩阵 |
| 2.5 实现刚塑性有限元数值模拟的关键技术 |
| 2.5.1 工件与模具的接触问题分析 |
| 2.5.2 摩擦边界问题分析 |
| 2.5.3 模拟过程中体积损失问题的研究 |
| 2.5.4 模拟中网格畸变和网格重划分 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双金属直齿圆柱齿轮净成形工艺数值模拟分析 |
| 3.1 双金属齿轮零件分析及成形方案 |
| 3.1.1 双金属齿轮零件分析和及坯料设计 |
| 3.1.2 确定成形工艺方案 |
| 3.2 有限元模拟前处理 |
| 3.2.1 设定模拟参数 |
| 3.2.2 网格划分 |
| 3.2.3 控制参数设定 |
| 3.3 数值模拟结果分析 |
| 3.3.1 双金属变形情况分析 |
| 3.3.2 等效应变分析 |
| 3.3.3 金属流动规律分析 |
| 3.3.4 成形载荷分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双金属齿轮成形工艺试验 |
| 4.1 试验目的 |
| 4.2 坯料预处理 |
| 4.2.1 坯料热处理 |
| 4.2.2 坯料机加工与装配 |
| 4.2.3 坯料润滑 |
| 4.3 工艺试验与结果分析 |
| 4.3.1 试验用压机和模具 |
| 4.3.2 成形工艺试验与成形结果分析 |
| 4.3.3 成形力分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 双金属齿轮具体变形情况分析 |
| 5.1 双金属结合面变形情况观察分析 |
| 5.2 双金属结合情况观察分析 |
| 5.3 钢环显微组织观察分析 |
| 5.4 钢环硬度测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 |
（6）直齿轮精锻复合成形关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 直齿轮精锻复合成形工艺研究现状 |
| 1.2.1 直齿轮热精锻复合成形工艺 |
| 1.2.2 直齿轮温精锻复合成形工艺 |
| 1.2.3 直齿轮冷精锻复合成形工艺 |
| 1.3 直齿轮塑性成形质量及精度控制 |
| 1.4 研究的内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 工艺分析及模具设计 |
| 2.1 直齿轮成形工艺概述 |
| 2.2 研究对象分析 |
| 2.3 直齿轮复合成形工艺分析 |
| 2.4 模具结构设计 |
| 2.4.1 热膨胀量计算 |
| 2.4.2 温锻型腔尺寸计算 |
| 2.4.3 模具关键部件设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 有限元数值模拟分析 |
| 3.1 塑性变形问题基本假设 |
| 3.2 刚塑性材料变形基本方程 |
| 3.3 刚粘塑性有限元变分原理 |
| 3.4 DEFORM-3D软件介绍 |
| 3.5 有限元模型的建立 |
| 3.6 数值模拟参数设置 |
| 3.7 模拟结果分析 |
| 3.7.1 变形过程分析 |
| 3.7.2 速度场分布分析 |
| 3.7.3 应力场分布分析 |
| 3.7.4 温度场分布分析 |
| 3.7.5 成形载荷分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 工艺参数多目标优化设计 |
| 4.1 响应面法优化方法介绍 |
| 4.2 工艺参数对结果的影响 |
| 4.2.1 摩擦系数对残余应力和成形力的影响 |
| 4.2.2 下压速度对残余应力和成形力的影响 |
| 4.2.3 挤压温度对残余应力和成形力的影响 |
| 4.3 工艺优化实验设计 |
| 4.3.1 工艺参数的选择 |
| 4.3.2 实验设计 |
| 4.3.3 响应面模型的建立 |
| 4.4 响应面分析 |
| 4.5 齿轮挤压工艺参数优化与验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 直齿轮复合挤压成形力计算 |
| 5.1 齿轮挤压成形力研究概述 |
| 5.2 主应力法基本原理 |
| 5.3 主应力法计算成形力 |
| 5.3.1 .非齿形变形区成形力计算 |
| 5.3.2 齿形变形区成形力计算 |
| 5.3.3 芯棒间隙数学模型计算 |
| 5.4 计算结果模拟验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于参数优化后的生产模拟研究 |
| 6.1 仿生产数值模拟参数设定 |
| 6.1.1 仿真模型的建立 |
| 6.1.2 生产材料的应力-应变曲线 |
| 6.1.3 坯料和模具初始温度设计 |
| 6.2 数值模拟成形结果分析 |
| 6.3 齿形充填评估 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 攻读硕士期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）直/斜齿圆柱内齿轮一步精密成形工艺初步研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究内容及方法 |
| 第2章 内齿轮精密成形工艺研究现状 |
| 2.1 闭式模锻 |
| 2.2 挤压成形 |
| 2.3 劈挤成形 |
| 2.4 旋压成形 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 内齿轮一步精密成形工艺的提出 |
| 3.1 齿轮闭式模锻成形分析 |
| 3.2 降低成形力的有效途径 |
| 3.3 扩隅凹模成形工艺的提出 |
| 3.3.1 新工艺的成形原理 |
| 3.3.2 意义及特点 |
| 3.4 扩隅凹模成形工艺模型建立 |
| 3.4.1 研究对象 |
| 3.4.2 扩隅凹模成形工艺模具及脱模方式 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 扩隅凹模成形工艺关键因素分析及数值模拟 |
| 4.1 模拟参数设定 |
| 4.2 扩隅模腔结构的确定 |
| 4.3 扩隅斜角α对内齿轮成形质量的影响 |
| 4.4 齿宽方向尺寸b对内齿轮成形质量的影响 |
| 4.5 齿高方向尺寸h对内齿轮成形质量的影响 |
| 4.6 基于正交试验的扩隅模腔结构优化 |
| 4.6.1 正交试验方案制定 |
| 4.6.2 正交试验设计 |
| 4.6.3 正交试验结果分析 |
| 4.7 摩擦对内齿轮角隅填充质量的影响 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 扩隅凹模成形规律分析及探讨 |
| 5.1 直齿圆柱内齿轮新工艺成形规律分析 |
| 5.1.1 变形过程分析 |
| 5.1.2 行程-载荷曲线分析 |
| 5.1.3 等效应力分析 |
| 5.1.4 等效应变分析 |
| 5.1.5 金属流动规律分析 |
| 5.2 斜齿圆柱内齿轮新工艺成形规律分析 |
| 5.2.1 新工艺有限元模型的建立 |
| 5.2.2 成形过程分析 |
| 5.2.3 行程-载荷曲线分析 |
| 5.2.4 等效应力分析 |
| 5.2.5 等效应变分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 扩隅凹模成形物理模拟实验 |
| 6.1 实验准备 |
| 6.1.1 模具设计与加工 |
| 6.1.2 实验材料制备及加工 |
| 6.1.3 实验设备 |
| 6.2 实验过程 |
| 6.3 实验结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（8）直齿非圆锥齿轮热锻成形规律与精度控制方法研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 齿轮设计方法研究现状 |
| 1.2.2 齿轮塑性成形工艺与成形规律研究现状 |
| 1.2.3 齿轮塑性成形精度控制方法研究现状 |
| 1.3 课题来源、目的和意义 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 课题目的和意义 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 直齿非圆锥齿轮精确设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 直齿非圆锥齿轮节锥面设计方法 |
| 2.3 直齿非圆锥齿轮法向等距面设计方法 |
| 2.4 直齿非圆锥齿轮齿廓设计方法 |
| 2.4.1 基于平面产形轮的齿廓设计方法 |
| 2.4.2 基于圆锥产形轮的齿廓设计方法 |
| 2.5 直齿非圆锥齿轮齿廓界限点判定方法 |
| 2.6 设计实例与啮合传动验证试验 |
| 2.7 本章小节 |
| 第3章 直齿非圆锥齿轮热锻工艺与成形规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 直齿非圆锥齿轮热锻工艺设计 |
| 3.2.1 直齿非圆锥齿轮热锻工艺路线 |
| 3.2.2 直齿非圆锥齿轮热锻成形预制坯精确设计 |
| 3.3 直齿非圆锥齿轮热锻成形规律分析 |
| 3.3.1 有限元模型 |
| 3.3.2 金属流动规律 |
| 3.3.3 锻件等效应变分布与演化规律 |
| 3.3.4 锻件温度场分布与演化规律 |
| 3.3.5 模具温度分布与演化规律 |
| 3.4 验证试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 直齿非圆锥齿轮热锻齿模强度设计方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 直齿非圆锥齿轮热锻齿模分模面设计方法 |
| 4.3 直齿非圆锥齿轮热锻齿模预紧强化设计方法 |
| 4.3.1 基于均匀预紧力的齿模尺寸精确设计 |
| 4.3.2 应力圈尺寸精确设计 |
| 4.3.3 预紧过盈量精确设计 |
| 4.3.4 预紧齿模强度校核 |
| 4.4 验证试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 直齿非圆锥齿轮热锻成形精度演化规律 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 直齿非圆锥齿轮热锻齿轮齿形偏差产生因素 |
| 5.3 直齿非圆锥齿轮热锻齿轮精度预测与测量方法 |
| 5.3.1 齿形精度有限元预测模型 |
| 5.3.2 齿形精度评价指标与测量方法 |
| 5.4 直齿非圆锥齿轮热锻成形中齿形精度演化规律 |
| 5.4.1 齿模预紧变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.2 齿模受载弹性变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.3 齿模热膨胀变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.4 热锻齿轮回弹变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.5 热锻齿轮不均匀冷却收缩变形所致齿形偏差演化规律 |
| 5.4.6 各因素影响程度对比分析 |
| 5.5 验证试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 直齿非圆锥齿轮热锻齿形精度控制方法 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 直齿非圆锥齿轮热锻齿形偏差补偿方法 |
| 6.3 基于预紧量调控的直齿非圆锥齿轮齿模精度修正方法 |
| 6.3.1 基本原理与设计思路 |
| 6.3.2 试验方案设计 |
| 6.3.3 基于BP神经网络的预紧模具精度预测模型 |
| 6.3.4 基于遗传算法的预紧量调整方案寻优设计 |
| 6.3.5 模具强度校核与预紧方案修正 |
| 6.4 基于系统误差的热锻直齿非圆锥齿轮精度控制方法 |
| 6.4.1 关键系统误差定义 |
| 6.4.2 预紧量加工误差对齿形精度影响规律 |
| 6.4.3 预紧偏轴度误差对齿形精度影响规律 |
| 6.4.4 模具平行度误差对齿形精度影响规律 |
| 6.4.5 基于系统误差匹配的齿形精度调控方法 |
| 6.4.6 验证试验 |
| 6.5 本章小节 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的主要科研成果 |
（9）主动螺旋锥齿轮双向镦挤精密成形新工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究内容与方法 |
| 第2章 国内外研究现状及相关成形途径 |
| 2.1 开式模锻 |
| 2.1.1 开式模锻的特点 |
| 2.1.2 角隅充填过程的分析 |
| 2.1.3 开式模锻成形主动螺旋锥齿轮 |
| 2.2 闭塞挤压成形 |
| 2.2.1 闭塞挤压的特点 |
| 2.2.2 闭塞挤压成形主动螺旋锥齿轮 |
| 2.3 主动螺旋锥齿轮脱模可行性研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 新工艺的提出 |
| 3.1 传统成形工艺分析 |
| 3.1.1 开式模锻成形工艺分析 |
| 3.1.2 闭塞挤压成形工艺分析 |
| 3.2 理论分析降低成形力方法 |
| 3.3 无齿凸模双向镦挤精密成形主动螺旋锥齿轮 |
| 3.3.1 新工艺的提出 |
| 3.3.2 工艺过程 |
| 3.3.3 意义和特点 |
| 3.4 新工艺的模型建立 |
| 3.4.1 研究对象 |
| 3.4.2 无齿凸模双向镦挤成形模具 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 新工艺数值模拟研究 |
| 4.1 数值模拟参数的设定 |
| 4.2 成形过程分析 |
| 4.3 载荷-行程曲线分析 |
| 4.4 等效应力场分析 |
| 4.5 等效应变场分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 新工艺的成形规律扩展探索 |
| 5.1 数值模拟参数的设定 |
| 5.2 填充过程分析 |
| 5.3 载荷-行程曲线分析 |
| 5.4 等效应力场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 新工艺物理模拟实验 |
| 6.1 实验目的 |
| 6.2 实验准备 |
| 6.2.1 模具的设计及加工 |
| 6.2.2 坯料的设计及加工 |
| 6.2.3 实验设备 |
| 6.3 实验过程 |
| 6.4 实验结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（10）准双曲面齿轮大轮冷摆辗加工关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 准双曲面齿轮设计理论与切削加工发展现状 |
| 1.2.1 啮合理论与设计研究现状 |
| 1.2.2 切削加工机床与成形技术发展现状 |
| 1.3 准双曲面齿轮少无切削加工方法及研究现状 |
| 1.3.1 模锻加工技术及其发展现状 |
| 1.3.2 冷挤压加工技术及其发展现状 |
| 1.3.3 滚轧加工技术及其发展现状 |
| 1.3.4 粉末冶金成形技术及其发展现状 |
| 1.3.5 摆动辗压成形技术 |
| 1.4 国内外摆动辗压技术发展概况 |
| 1.4.1 国外摆动辗压技术发展概况 |
| 1.4.2 国内摆动辗压技术发展概况 |
| 1.5 抗疲劳制造工艺流程和本文的研究内容及技术路线 |
| 1.5.1 准双曲面齿轮大轮抗疲劳制造工艺流程 |
| 1.5.2 论文研究内容 |
| 1.5.3 论文研究的技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 准双曲面齿轮大轮冷摆辗加工原理及模具设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 冷摆辗技术加工原理 |
| 2.2.1 传统准双曲面齿轮摆辗加工原理 |
| 2.2.2 专用冷摆辗技术加工原理 |
| 2.3 专用冷摆辗模具的数学模型 |
| 2.3.1 摆辗模具锥面方程 |
| 2.3.2 齿根过渡曲线圆弧处理原则 |
| 2.3.3 模具和虚拟砂轮磨削面的干涉检查 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 准双曲面齿轮大轮冷摆辗成形机制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 数值模拟有限元模型分析 |
| 3.3 有限元模型的构建 |
| 3.3.1 几何模型和网格化 |
| 3.3.2 工件材料与摆辗工艺参数 |
| 3.4 冷摆辗成形机制分析 |
| 3.4.1 冷摆辗成形过程分析 |
| 3.4.2 应力场累积效应 |
| 3.4.3 摆辗成形力和成形力矩分析 |
| 3.4.4 大轮纤维组织分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 冷摆辗成形工艺参数优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 成形质量单因素试验工艺优化分析 |
| 4.2.1 计算条件 |
| 4.2.2 单因素试验结果及分析 |
| 4.3 成形质量多目标正交试验工艺优化分析 |
| 4.3.1 正交试验设计 |
| 4.3.2 正交试验结果分析 |
| 4.4 成形质量指标与工艺参数的数学模型 |
| 4.4.1 回归模型及参数求解 |
| 4.4.2 回归方程的显着性检验 |
| 4.5 模具疲劳寿命单因素试验工艺优化分析 |
| 4.5.1 模具寿命估算数学模型构建 |
| 4.5.2 模具寿命估算单因素试验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 准双曲面齿轮大轮摆辗齿形精度控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 摆辗齿轮的弹性回复研究 |
| 5.2.1 回弹齿面与目标齿面的构建及回弹误差结果 |
| 5.2.2 沿齿长和齿高方向的弹性回复规律 |
| 5.3 摆辗模具的弹性回复研究 |
| 5.4 模具型面修正补偿算法 |
| 5.4.1 位移修正法存在的问题 |
| 5.4.2 综合位移补偿法原理 |
| 5.5 回弹补偿系统的构建 |
| 5.5.1 回弹齿面重构 |
| 5.5.2 回弹补偿系统模型 |
| 5.6 齿模修正实例分析 |
| 5.7 摆辗加工齿轮的LTCA验证 |
| 5.7.1 有限元网格模型的构建 |
| 5.7.2 有限元分析模型的建立 |
| 5.7.3 有限元分析模型的前处理 |
| 5.7.4 LTCA有限元分析结果 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 冷摆辗成形加工试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 大轮冷摆辗加工试验 |
| 6.2.1 加工设备 |
| 6.2.2 摆辗模具设计 |
| 6.2.3 加工试验 |
| 6.3 摆辗加工试验结果分析 |
| 6.3.1 齿轮齿面检测及结果分析 |
| 6.3.2 齿轮滚动检测 |
| 6.3.3 摆辗加工齿轮的金相组织分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究工作总结 |
| 7.1.1 主要进展及研究成果 |
| 7.1.2 主要创新点 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表论文及参加科研项目说明 |
| 致谢 |
四、齿轮精密成形技术的研究（论文参考文献）
- [1]经扩隅预成形的从动曲齿锥齿轮精密成形试验研究[J]. 栗慧博,张如华,余洪,易雄,欧阳经政,曹传亮. 塑性工程学报, 2021(10)
- [2]从动螺旋锥齿轮精密锻造成形及其数值模拟研究[D]. 李心蕊. 山东大学, 2021(12)
- [3]从动曲齿锥齿轮扩隅精密成形工艺研究[D]. 栗慧博. 南昌大学, 2021
- [4]基于数值模拟结合齿近净塑性成形工艺开发及其模架设计研究[D]. 孙阳. 四川大学, 2021(02)
- [5]双金属直齿圆柱齿轮冷精锻成形关键技术研究[D]. 李春洋. 机械科学研究总院, 2020(01)
- [6]直齿轮精锻复合成形关键技术研究[D]. 王士灿. 华北水利水电大学, 2020(01)
- [7]直/斜齿圆柱内齿轮一步精密成形工艺初步研究[D]. 吴泽. 南昌大学, 2019
- [8]直齿非圆锥齿轮热锻成形规律与精度控制方法研究[D]. 庄武豪. 武汉理工大学, 2019(07)
- [9]主动螺旋锥齿轮双向镦挤精密成形新工艺研究[D]. 郭开元. 南昌大学, 2018(01)
- [10]准双曲面齿轮大轮冷摆辗加工关键技术研究[D]. 党玉功. 西北工业大学, 2017(02)