直齿轮冷锻成形工艺及精度控制研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2直齿轮冷锻成形基本理论和变形规律的研究概况 2

1.3直齿轮冷锻成形工艺创新及模具设计的发展现状 8

1.4直齿轮冷锻成形精度预测与控制技术的研究进展 14

1.5课题来源及研究内容 20

1.5.1课题来源及研究目标 20

1.5.2课题的主要研究内容 21

1.6本章小结 22

第2章 采用波形端面凸模的齿轮成形工艺研究 23

2.1二维有限元模拟分析 23

2.1.1二维有限元建模 24

2.1.2模拟结果提取 25

2.1.3方案比较分析 25

2.1.4方案比较结果 29

2.2三维有限元模拟对比 29

2.2.1三维有限元建模 30

2.2.2网格重划分与局部细化 30

2.2.3应力场对比 31

2.2.4应变场对比 31

2.2.5速度场对比 31

2.2.6位移场对比 34

2.2.7成形效果与成形载荷对比 35

2.3物理实验对比验证 36

2.3.1实验模具设计 36

2.3.2实验模具加工 37

2.3.3实验实施过程 38

2.3.4实验结果分析 38

2.4模具形状与模具结构的优化设计 39

2.4.1工艺方案的力学模型分析 40

2.4.2模型形状优化 41

2.4.3浮动凹模结构 44

2.4.4优化结果总结 47

2.5基于灰色关联和模糊逻辑的工艺多目标优化 47

2.5.1优化问题描述 48

2.5.2正交实验安排 49

2.5.3灰色关联系数计算 49

2.5.4模糊逻辑推理系统 51

2.5.5优化结果数据分析 53

2.5.6多目标优化结论 54

2.6本章小结 55

第3章 基于刚性平移的齿轮两步成形工艺研究 57

3.1齿轮锻造金属流动规律分析 57

3.1.1径向流动模式分析 58

3.1.2轴向流动模式分析 60

3.2刚性平移流动模式基础研究 61

3.2.1刚性平移预锻齿形设计方法 61

3.2.2刚性平移流动模式假设验证 62

3.3基于刚性平移的两步成形工艺研究 63

3.3.1两步成形工艺方案 64

3.3.2数值模拟与物理实验研究 64

3.3.3与传统工艺方案的对比 68

3.3.4关键工艺参数分析 68

3.3.5不对称模具设计 70

3.3.6两步成形工艺研究结论 71

3.4基于Taguchi稳健设计的终锻工艺优化 72

3.4.1 Taguchi稳健设计法 72

3.4.2质量损失函数模型 73

3.4.3三类问题的信噪比 74

3.4.4建立优化目标函数 75

3.4.5稳健设计实验安排 76

3.4.6稳健设计数据分析 76

3.4.7终锻工艺优化结果 79

3.5 MT51齿轮成形工艺分析——刚性平移两步法的推广应用 80

3.5.1 MT51齿轮零件特征 80

3.5.2工厂初步工艺尝试 81

3.5.3改进工艺的模拟分析 83

3.5.4工艺分析结论 85

3.6本章小结 86

第4章 基于无限多预成形的齿轮挤压工艺构想 87

4.1基于无限多预成形的齿轮挤压工艺 87

4.1.1无限多预成形的基本设计思想 87

4.1.2直齿轮挤压新工艺及其脱模方式分析 88

4.1.3直齿轮挤压凹模型腔成形区曲面设计 89

4.2直齿轮挤压新工艺的数值模拟研究 91

4.2.1几何模型和模型转换 91

4.2.2力学模型的选择 92

4.2.3模拟基本参数设置 93

4.2.4数值模拟结果分析 94

4.3本章小结 98

第5章 基于弹性变形规律的齿轮精度控制研究 99

5.1弹塑性基本理论及有限元建模 100

5.1.1弹塑性有限元方程 100

5.1.2单元类型与材料模型 101

5.1.3考虑预应力的建模问题 102

5.2齿形组合凹模的弹性扩张规律分析 103

5.2.1齿形组合凹模优化设计 103

5.2.2齿形组合凹模弹性变形规律 110

5.3齿件弹性回复规律及其精度预测 116

5.3.1齿件出模后的弹性回复规律 116

5.3.2齿件沿齿形曲面的尺寸偏差分布 118

5.3.3 凹模尺寸与摩擦对齿件尺寸偏差的影响 121

5.4齿形凹模修正方法研究 124

5.4.1变位修正法 124

5.4.2反变形迭代法 126

5.4.3理想修模流程 130

5.5典型案例研究——某汽车倒挡齿轮 131

5.5.1倒挡齿轮成形工艺简介 131

5.5.2倒挡齿轮成形模拟预测 132

5.5.3倒挡齿轮零件实测 134

5.5.4案例研究结果讨论 135

5.6本章小结 135

第6章 全文总结与研究展望 137

6.1全文总结 137

6.2研究展望 139

参考文献 141

致谢 161

攻读博士学位期间参与项目和发表论文 163