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目录第一章绪论.-.2--有限元方法2--齿轮有限元仿真的现状2-、厚度大致相同。然而由丁齿面与齿根的工作特性不同，要求齿面渗厚、齿根渗碳层薄。为了保证齿面的耐磨性，%。渗碳层深度与模数之比，而有效硬化层与齿轮模数之比为时，齿曲疲劳强度最高；因此为了保证齿根弯曲强度，则渗碳层的含碳量和渗碳层深度就满足齿面接触疲劳强度的要求。在实际生产中，很难二者兼顾，到达理想状态。为了防止轮齿硬化层的剥落，有效硬化层深度应不小丁最大剪应力深度的倍。
1〕选择汽车圆柱齿轮为研究对象，获取其工艺尺寸参数，为建立数学模型提供参考；
2〕根据其尺寸参数，利用SolidWorks软件进行三维建模，再把模型导入ANSYS软件中，建立热力学参考模型；
3〕查阅必要的资料，获取齿轮材质20CrNi2Mo牌20〜1000C的热、力学参数，为后继的热、力学分析提供依据；
4）对圆柱齿轮实体在淬火过程中的模型进行电脑仿真，简要地对大模数圆柱齿轮淬火变形进行分析。
第二章圆柱齿轮的几何特征和模型建立圆柱齿轮的几何特征
本课题选用齿轮的几何特性如下:
??rri=3mn
图2-1圆柱齿轮示意图表2-1:圆柱齿轮参数及技术要求
棋数
inn
S
齿散
Z
54
齿形角
&
20
齿项岛系致
h_
1
0
样施方向
直齿
掉向令位羡的
xn
0
冗法线长度
J
踌测齿数
k
6
精度等级
7-L-F
齿轮副中心距
a
432
配氏齿转
图号
商数
54
齿圈禄向跳动公差
Fr
齿廉恩偏差
Fa
0,O2S
齿F片***积公差
Fp
齿距棋限偏差
土fpt
±
技术要求
1, 齿面淬火处理，有效硬化层深度5;齿面硬度HRC57-64齿心硬度HRC35-40
2, 机械性能b1080Mpas>785Mpaas>8%>35%A<>47J/cm2;
3, 淬火后对齿部进行喷丸处理；
4, 进行探伤检查，齿部进行磁粉探伤，不允许存在线性磁痕显示，整体进行超声波探伤，内部不允许有白点、裂痕，同时内部质量应符合GB^标准规定的in级要求；
首先，根据齿轮的各项数据和参数，利用SolidWorks软件对齿轮进行三维模型的建造，图2-2即为该齿轮的三维模型。
图2-2用SolidWorks创建的齿轮三维模型图
由丁齿轮各轮齿参数相同，热处理的边界条件相同，生产中对大模数齿轮一股采用逐步淬火的方法，即对齿轮单齿进行逐一淬火，为了能够准确和方便地建立几何模型，可选取齿轮的1/54部分，即单齿进行模型建立，这样可以简化计算模型，节省内存空间，提高仿真速度，其仿真结果与实际完整齿轮基本一致。图2-3即为用SolidWorks创建的单齿的三维模型。
图2-3用SolidWorks建立的齿单齿的三维模型
生成模型后，将当前模型另存为*.x_t格式，留作之后导入ANSY歌件第三章圆柱齿轮渗碳淬火过程热力学模型20CrNi2MoA氐碳合金钢是大模数齿轮首选的渗碳钢之一，长期以来具有稳定的化学成分、成熟的冶炼工艺过程。其热力学性能参数已作为标准列入国家渗碳钢材料手册。
圆柱齿轮材料选用20CrNi2MoA当利用ANSY湫件对其淬火过程进行温度场仿真时，需要提供材料密度、比热容、热传导率等参数，其对应的参数数值如表3-1
rfn
热学性能参数【8】表3-120CrNi2MoA热学性能参数
密度〔Kg/m3〕
20C
7850
比热容G
【J/(Kg?K)】
460
温度t(C)
0
100
200
400
600
800
1000
热传导率【W
〔m?质】
18
同样的，当利用ANSY歌件对齿轮的淬火过程进行应力场仿真时，也需要提供在不同温度下的弹性模量、屈服强度、切变模量、泊松比、线膨胀系数等力学性能参数，见表3-2:
表3-220CrNi2MoA力学性能参数
温度t
(C)
弹性模量E
〔Pa〕
屈服强度
〔Pa〕
切变模量G
〔Pa〕
泊松比
线膨胀系数
1/C
20
500
1000
1500
2000