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齿轮成形工艺CAE 解决方案 齿轮成形工艺CAE 解决方案 安世亚太科技股份有限公司 晏建军 2014 年06 月 1 减速器CAE 解决方案 目 录 1．齿轮的概述3 1.1 齿轮的用途及分类 错误!未定义书签。 1.2 齿轮的制造工艺4 2 ．齿轮的关键工艺问题及其涉及的相关专业问题4 3 ．齿轮制造工艺的CAE 需求分析5 4 ．齿轮制造工艺的CAE 解决方案6 4.1 齿轮的锻造成形工艺分析6 4.2 齿轮的切削工艺分析6 4.3 齿轮的粉末成形及烧结工艺分析8 4.4 齿轮圈的环轧成形工艺分析9 4.5 齿轮的铸造成形工艺分析 10 4.6 齿轮的热处理工艺分析 10 4.7 齿轮锻造模具强度分析 13 5 ．安世亚太提供的齿轮制造工艺CAE 解决方案 14 6 ．安世亚太公司及技术支持 15 7 ．齿轮相关行业国内典型用户 16 2 齿轮成形工艺CAE 解决方案 1．齿轮的概述 1.1 齿轮的用途及分类 齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件。 齿轮在传动方面的应用非常广泛，作为整机设备的一个重要组件，其行业应 用主要包括：（1）用于汽车手动变速箱（含重、中、轻、微），轿车变速箱，摩 托车齿轮、工程机械换挡变速箱，大、中型农机变速传动的配套机构；（2 ）用于 车辆驱动桥、主被动螺旋锥齿轮、直齿锥齿轮及轮边减速机方面； （3 ）第三， 用于汽车、通用机械工业等通用变速箱领域； （4 ）第四，用于特殊、专用车轮 传动方面。 图1 齿轮传动系统 齿轮可按齿形、齿轮外形、齿线形状、齿轮所在的表面和制造方法等分类， 按其外形分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆涡轮；按齿线形状可分 为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮；按轮齿所在的表面分为外齿轮、内齿 轮；按制造方法可分为铸造齿轮、切制齿轮、精锻齿轮、粉末成形齿轮等。 图2 齿轮 3 齿轮成形工艺CAE 解决方案 1.2 齿轮的制造工艺 齿轮的制造工艺主要以切削和精锻工艺为主，另外还包括铸造和粉末成形工 艺以及后续所进行的热处理工艺。 1、锻造成形工艺： 2 、切削成形工艺 3、齿轮圈环轧成形工艺 4 、粉末成形和烧结工艺 5、铸造成形工艺 6、热处理工艺 2 ．齿轮的关键工艺问题及其涉及的相关专业问题 表 1 关键工艺问题涉及的相关专业问题 序 工艺问题 涉及的相关专业问题 号 1 锻造工艺材料填充、折叠、成形 热-结构耦合、塑性成形问题 吨位、温度场 2 滚齿及插齿工艺切削力、温度场、 热-结构耦合、摩擦、金属切削问题 切削屑、切削齿形等 3 环轧工艺成形尺寸、凹坑、截面 热-结构耦合、塑性成形问题 变形、温度场等 4 粉末成形工艺成形密度、裂纹、 粉末材料、热结构耦合、摩擦及结构 成形力、温度场、摩擦力等 运动问题 5 粉末烧结、体积变化、残余应力、 热-结构、微观组织问题 裂纹 6 铸造工艺填充不