基于ANSYSWorkbench 直齿圆柱齿轮淬火过程的热应力模拟.pdf

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基于 ANS YS Wo r kbench 直齿圆柱齿轮淬火过程的热应力模拟
张蓓, 陈淑玲
(武汉软件工程职业学院,武汉 430205)
摘要:采用有限元方法,在瞬态热分析和热力学分析的基础上,对45 钢制直齿圆柱齿轮的淬火过程进行了模拟,获得
齿轮在不同淬火时间段的温度场计算结果,模拟了齿轮模型的应力分布及总变形。在此基础上,研究模型淬火过程中的
组织转变,预测齿轮将发生的淬火缺陷,提出改善齿轮淬火质量的可行建议。
关键词:齿轮;淬火;模拟;有限元
中图分类号:TG156 文献标识码:A 文章编号:1002-2333(2013)11-0106-02
Quenching Process Simulation of Gear Based on Ansys Workbench
ZHANG Bei, CHEN Shu-ling
( )
Wuhan Vocational College of Software and Engineering, Wuhan 430205, China
Abstract: Quenching process simulation of cylindrical gears is carried out based on transient thermal analysis and
thermodynamics by ANSYS Workbench. The parametric analysis of temperature field is tested to research distorsion
and thermal stress. The metallographical structure transformation and gear distortion are analyzed.
Key words: gear; quenching; simulation; finite element analysis
到后,立即放入水箱中央,水箱为边长的正
1 引言 900℃ 500mm
钢制直齿圆柱齿轮在采用调质处理之后可获得良方体,水温为,水箱除地面外其余各表面均能被空气
45 20℃
好的综合力学性能,满足一般齿轮零件的力学性能要求冷却,空气温度为,对流换热系数为( )
。 20℃ / m·℃。
在齿轮的实际热处理过程中,常出现不同程度的淬火裂纹水的密度为,导热系数为( ),比热为
1000kg/m3 / m·℃
和零件变形,导致成品率降低由于齿轮的特殊形态,在热( ) 钢的材料特性见表
。 4100J/ kg·℃。45 1。
处理过程中,轮齿通常都承受较高的热负荷和温度,由此
产生的热应力和组织应力是裂纹与变形的主要成因
。
有限元分析是模拟淬火过程中温度场分布,计算零件
产生等效应力和总变形的有效手段宋广胜等利用有限
。[1]
元法模拟了渗碳齿环的淬火过程,预测了该零件的应力分
布情况,并进行了实验验证朱景川等建立了伞齿轮淬火
; [2