空心圆柱齿轮热精锻生产工艺及实验研究*

左斌王宝雨†李智郑明男

(北京科技大学 机械工程学院， 北京 100083)

摘要：齿轮制造是一个连续化生产过程，精密锻造生产齿轮既要保证生产连续、高效，又要保证模具的可靠.文中针对空心圆柱齿轮，提出了带心轴、无心轴-空心坯和无心轴-实心坯3种精密锻造模具方案，预测了3种方案精锻齿轮的成形载荷，通过有限元仿真分析了3种方案的齿轮成形过程、金属流动规律、模具受力状况和成形载荷，并设计了相应的生产工艺流程，比较了3种精密锻造方案和传统切削齿形加工的生产效率和材料利用率.通过齿轮热精锻实验验证了有限元仿真和载荷计算的准确性，确定无心轴-实心坯为行星齿轮热精锻生产的最佳工艺方案.

关键词：空心圆柱齿轮；齿轮锻造；模具结构；生产工艺；实验研究

中图分类号：TG61

doi：10.3969/j.issn.1000-565X.2015.03.005

文章编号：1000-565X(2015)03-0049-08

收稿日期：2014-10-13

基金项目：* 国家“863”高技术计划项目(2013AA041004)；江苏省自然科学基金资助项目(BK2012798)；江苏省产学研联合创新资金——前瞻性联合研究项目(BY2012011，BK2013003-10)；南京市科委产学研计划项目(201204014)

作者简介：丁亚东(1989-)，男，博士生，主要从事机器人动力学参数辨识及控制研究. E-mail: DingCamus@126.com

文章编号：1000-565X(2015)03-0035-06

收稿日期：2014-09-24

基金项目：* 国家自然科学基金资助项目(51375384,51175423,51205310)

作者简介：杜进辅 (1984-)，男，博士生，主要从事摆线齿准双曲面齿轮先进设计与制造技术研究.E-mail: 76213127@qq.com

行星齿轮传动的主要特点是传动比大、体积小、承载能力大、工作平稳，广泛应用于风力发电、航空、船舶、冶金、起重运输及汽车等行业的机械传动系统[1].传统的齿轮加工方法为切削加工，如：滚齿、剃齿、插齿、铣齿、磨齿等.这些传统的切削加工方法材料利用率低，生产成本高，生产效率低；……