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花键滚压的液压控制系统设计及加工过程数值模拟的研究

作　者: 李东艳
导　师: 黄国权
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 花键滚压 液压系统 同步控制 有限元 数值模拟
分类号: TG376
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


花键滚压加工成形是利用某些金属在常温下的可塑性来形成花键,在外力作用下,采用渐开线花键滚轮模具滚压工件产生变形,从而获得渐开线花键。花键滚压加工成形技术与传统的花键切削加工方法相比,不仅加工成本低、材料消耗少、加工效率高,而且还可以提高工件表面质量、延长产品的使用寿命。对花键滚压成形工艺进行力学分析,确立了花键滚压加工过程中主要的基本参数。对接触面进行分析,建立了花键滚压加工过程中滚轮齿廓、工件齿廓的曲线方程。通过对液压同步控制系统基本原理的研究,并根据液压回路原理,设计了花键滚压加工液压同步控制系统。在此基础上,对该系统进行了数学建模；对所建立的数学模型进行基于MATLAB软件的仿真实验,并对仿真结果进行分析,验证了该液压同步控制系统的设计是可行的。通过对数值模拟计算的结果进行分析,得出了应力应变分布状况及其随时间变化的情况。对能量进行分析,证明了模拟结果的准确性和可靠性,并对花键滚压加工成形过程中的金属塑性流动规律进行了分析。本文的研究结果,为寻找高效生产渐开线花键的加工方法提供参考,对花键类零件滚压成形技术的推广和应用具有重要意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题研究的目的及意义  10-11
  1.2 花键滚压加工技术的国内外研究发展情况  11-14
    1.2.1 花键滚压加工技术的国内研究发展情状  11-12
    1.2.2 花键滚压加工技术的国外研究发展情状  12-13
    1.2.3 花键滚压加工技术的国内外研究现状对比  13-14
  1.3 论文主要研究内容  14-15
第2章 花键滚压加工理论基础及主要参数  15-24
  2.1 花键滚压加工成形的基本理论  15-17
    2.1.1 花键滚压加工的成形原理  15-16
    2.1.2 花键滚压加工的成形过程  16-17
  2.2 花键滚压加工的力学分析  17-20
    2.2.1 花键滚压加工的受力分析  17-18
    2.2.2 花键滚压加工的应力应变分析  18-20
  2.3 花键滚压加工的主要参数  20-23
    2.3.1 花键的基本参数  20-21
    2.3.2 花键滚轮的几何参数  21-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章 花键滚压加工过程的接触分析  24-31
  3.1 花键滚压加工过程的滑移线场  24-26
  3.2 花键滚压加工过程的接触分析  26-30
    3.2.1 花键滚压加工过程的接触曲线  26-28
    3.2.2 花键滚压加工过程中滚轮、工件齿廓曲线方程  28-30
  3.3 本章小结  30-31
第4章 花键滚压加工液压控制系统的设计  31-46
  4.1 花键滚压加工设备的整体方案  31-32
  4.2 花键滚压加工液压同步控制系统的基本原理  32-34
    4.2.1 液压同步控制介绍  32
    4.2.2 液压同步控制系统回路原理  32-34
  4.3 花键滚压加工的液压同步控制系统设计  34-35
    4.3.1 液压同步控制系统设计要求  34
    4.3.2 液压同步控制系统的设计  34-35
  4.4 花键滚压加工的液压同步控制系统的建模  35-41
    4.4.1 液压开环控制系统数学模型的建立  35-39
    4.4.2 液压闭环控制系统数学模型的建立  39
    4.4.3 花键滚压液压同步控制系统数学模型的建立  39-41
  4.5 花键滚压加工的液压同步控制系统的仿真实验  41-45
    4.5.1 液压同步控制系统数学模型参数确定  41-42
    4.5.2 液压同步控制系统的仿真分析  42-45
  4.6 本章小结  45-46
第5章 花键滚压加工过程的数值模拟  46-66
  5.1 花键滚压加工过程模拟的前处理  46-52
    5.1.1 定义材料模型  46-47
    5.1.2 建立滚轮有限元模型  47-49
    5.1.3 定义接触参数、约束以及载荷  49
    5.1.4 花键滚压加工过程有限元模拟分析步骤  49-52
  5.2 花键滚压加工过程有限元模拟分析以及模拟后处理  52-53
    5.2.1 有限元模拟分析过程  52-53
    5.2.2 花键滚压加工模拟的后处理  53
  5.3 花键滚压加工过程的模拟分析  53-62
    5.3.1 花键滚压加工过程分析  53-55
    5.3.2 花键滚压加工过程的应力分析  55-59
    5.3.3 花键滚压加工过程的应变分析  59-62
  5.4 花键滚压加工成形模拟结果分析  62-65
    5.4.1 花键滚压加工成形模拟结果的能量验证  62-64
    5.4.2 花键滚压加工过程中的金属流动规律分析  64-65
  5.5 本章小结  65-66
结论  66-67
参考文献  67-71
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  71-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 挤压 > 挤压工艺
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