機械創(chuàng)新實習報告(參考版)
2025-05-20 12:25本頁面
【正文】 參考文獻 14 。首先根據(jù)參數(shù)，用SolidWorks三維繪圖軟件進行了圓柱齒輪的三維造型，并利用SolidWorks軟件和ANSYS軟件的的數(shù)據(jù)傳輸功能，將齒輪的三維造型圖導入了ANSYS軟件，并采用了ANSYS有限元分析計算軟件，完成了對圓柱齒輪淬火過程中溫度場和應力場的有限元仿真分析，并通過對仿真結果的分析，得出了淬火過程中的各項數(shù)據(jù)。第五章 結論 結論 本課題采用了ANSYS有限元分析計算軟件，對圓柱齒輪進行溫度場—應力場的耦合、溫度場、應力分布和應變的仿真計算。 圖49 圓柱齒輪5秒淬火熱應力 圖410 圓柱齒輪10秒淬火熱應力 圖411 圓柱齒輪15秒淬火熱應力通過對圖49進行分析，可以得到以下幾點結論：1）齒廓應力變化明顯，應力集中在齒根部位，且齒根部位應力最大，,齒頂最小,。我們采用后者，先進行熱分析獲得淬火溫度場分布，然后將求得的節(jié)點溫度作為體載荷加到結構應力分析中。ANSYS提供了兩種分析熱應力的方法：直接法和間接法。 淬火應力分布的仿真由于齒輪的不同部分之間的熱膨脹系數(shù)不匹配，在淬火的急速冷卻過程中，彼此的收縮不一致，從而導致熱應力的產(chǎn)生，同時也達到了齒面增效強化的目的。由于在淬火的過程中，齒面與齒心的溫差較大，就整個齒輪而言，尺寸較小的輪齒部分淬火過程中受作用最為明顯，會引起不同程度的尺寸和形狀誤差，所以在齒輪的加工過程中，要根據(jù)仿真的結果，分析其綜合變形量，應用到實際的生產(chǎn)加工中，為齒輪的下一步工藝加工，取一個合適的叫加工余量。圖45 圓柱齒輪5秒淬火溫度場 圖46 圓柱齒輪10秒淬火溫度場圖47 圓柱齒輪15秒淬火溫度場由仿真圖可以看出齒心與齒面的溫差變化，在5秒時，△T1=53℃；在10秒時，△T2=79℃；在15秒時，△T3=87℃。圖4447分別為圓柱齒輪5秒,10秒和15秒淬火溫度場。 溫度場仿真齒廓和內(nèi)圈邊界受淬火油作用，從被加熱的780～820℃驟冷至與淬火油邊界的平衡溫度（不等于平均溫度），考慮到液體流動速度，冷卻時間和平衡溫度需要根據(jù)計算過程設定，輪齒兩側結合邊界屬于對稱邊界。淬火增效進行之后的溫度場變化對齒輪齒面性能影響較小，產(chǎn)生的內(nèi)應力及應變小于前者，基本上屬于典型的熱脹冷縮類型，故不作為研究對象。通常淬火是為了強化齒面硬度、增加耐磨性，同時增加齒輪內(nèi)部應力，產(chǎn)生應變。步驟1 建模的基本流程如圖41 圖41 ANSYS建模流程圖 圖42 熱力學模型的網(wǎng)格劃分圖根據(jù)以上步驟，設置工件名為chilundanchi，定義材料密度,比熱，熱傳導率取800℃時，為得到較精確的仿真結果，劃分網(wǎng)格密度為2，經(jīng)以上步驟，得出模型的網(wǎng)格劃分圖如圖42 步驟2 載荷求解的基本流程： 圖43 ANSYS仿真載荷求解流程圖根據(jù)步驟，定義分析類型為模型三維實體的溫度場仿真，設置初始溫度為800℃，淬火介質溫度為30℃，載荷設置為30秒，每載荷步為1秒。瞬態(tài)傳熱分析中的載荷是隨時間變化的，必須將載荷時間曲線分為載荷步，載荷時間曲線中的每一個拐點為一個載荷步，如圖所示對于每個載荷步，必須定義載荷值及時問值，同時必須選擇載荷步為簡便或階越
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鄂ICP備17016276號-1