汽车后桥主减速器从动螺旋伞齿轮锻坯成形工艺研究及数值模拟
发布时间:
Feb 10,2022
螺旋伞齿轮是汽车后桥主减 速器的重要零件之一，在汽车的传动过程中起着承受载荷的重要作用。随着汽车产量的逐年上升，螺旋伞齿轮的需求量也逐年增加。对于用于该类齿轮加工的毛坯要 求质量高、批量生产时要节能省材。所以，优化现有毛坯成形工艺、提高质量、降低成本和减小噪音成为汽车行业重要的研究方向。
螺旋伞齿轮是汽车后桥主减 速器的重要零件之一，在汽车的传动过程中起着承受载荷的重要作用。随着汽车产量的逐年上升，螺旋伞齿轮的需求量也逐年增加。对于用于该类齿轮加工的毛坯要 求质量高、批量生产时要节能省材。所以，优化现有毛坯成形工艺、提高质量、降低成本和减小噪音成为汽车行业重要的研究方向。 本课题主要研究内容如下：
一、对齿轮坯的各种成形工艺进行对比分析，得出了适于本课题齿轮坯的成形工艺方案。
二、分别对闭式模锻、单件辗环工艺、双件辗环工艺的毛坯尺寸、成形模具、设备选取进行理论计算，通过综合比较，确定了成形螺旋伞齿轮坯的工艺方案。
三、利用DEFORM-3D有限元数值模拟软件对辗环成形工艺进行数值模拟实验验证和优化，确定辗环时所需预制坯的优化形状和尺寸。
四、在单件辗环成形工艺的基础上，对双件辗环成形进行数值模拟，对模拟实验结果分析说明。
本文对从动螺旋伞齿轮坯的两种成形工艺即闭式模锻工艺和辗环工艺进行比较。分别计算出两种成形工艺的材料利用率，通过对比结果可知辗环工艺与闭式模锻工艺 相比材料利用率有所提高。再通过对比使用设备及能源损耗，最终选取闭式辗环成形工艺为成形齿轮坯的工艺方案。
在单件辗环工艺的基础上，对双件辗环成形过程进行数值模拟，通过对成形过程应力应变分布、几何形状、成形尺寸分析说明，表明应力应变分布规律与单件辗环变 形过程大体一致，且几何形状、成形尺寸满足要求。通过对单、双件辗环成形材料利用率对比分析，得出双件辗环成形工艺与单件辗环成形工艺相比材料利用率有所 提高，且生产效率提高、成本降低。这项工艺的提出为今后的生产实践提供了重要的理论依据。
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