摆线针轮传动弹性流体动力润滑特性研究

发布时间：2018-08-11 13:26

【摘要】：摆线针轮传动以其传动精度高、传动比大、结构紧凑和使用周期长等优点,而被广泛应用于微型器械、机器人和测试仪器等。摆线针轮传动的研究主要集中在摆线轮齿廓修形、创新结构理论以及先进加工技术方面的研究,润滑特性方面的研究较少。摆线针轮传动啮合过程中的润滑特性不仅影响齿轮的传递精度和接触疲劳,而且影响传动系统动态特性以及传动效率,故有必要开展摆线针轮传动润滑特性分析,为摆线针轮传动参数设计提供摩擦学理论依据。论文主要研究内容如下：①摆线针轮传动热弹流润滑数值分析模型。通过对摆线针轮传动几何与运动学分析,得到啮合过程中的等效曲率半径、卷吸速度及啮合力等参数。采用广义Reynolds方程,基于Newton、Ostwald和Eyring流体建立摆线针轮传动线接触时变热弹流润滑数值模型。②摆线针轮传动润滑特性研究。研究摆线针轮传动纯滚动接触条件下,不同流体对啮合过程中摩擦系数和摩擦损失功率影响规律,讨论Eyring流体和Ostwald流体的非牛顿特征及工况变化对摆线针轮传动啮合过程中润滑特性的影响。③设计参数变化对摆线针轮传动润滑特性影响。利用啮合过程中的最小膜厚、摩擦系数和摩擦损失功率来评价摆线针轮传动润滑状态,讨论短幅系数、针齿半径和修形参数变化对摆线针轮传动润滑特性的影响。④摆线针轮传动乏油润滑特性研究。建立摆线针轮传动乏油润滑数值模型,以入口油膜厚为输入参数来表征乏油程度变化,研究入口油膜厚度变化对油膜温度、中心膜厚、有效膜厚起始位、润滑效率及摩擦系数和摩擦损失功率的影响规律,论讨工况和非牛顿特征变化对入口油膜厚度的影响。⑤供油量变化对摆线针轮传动乏油润滑特性影响。讨论供油量沿齿宽变化对齿宽方向上的压力和膜厚分布的影响,研究啮合过程中不同分布供油量变化对摆线针轮传动乏油润滑特性的影响,以不同优化目标得到啮合过程中所需供油量变化规律。
[Abstract]:Cycloidal needle wheel transmission is widely used in micro instruments, robots and test instruments because of its high transmission accuracy, high transmission ratio, compact structure and long service cycle. The research of cycloidal needle wheel transmission is mainly focused on the profile modification of cycloid gear, innovative structure theory and advanced processing technology, but less on lubrication characteristics. The lubrication characteristics of cycloidal needle wheel transmission not only affect the transmission accuracy and contact fatigue, but also affect the dynamic characteristics and transmission efficiency of transmission system. Therefore, it is necessary to analyze the lubrication characteristics of cycloid needle wheel transmission. It provides the tribological theory basis for the design of cycloidal needle wheel transmission parameters. The main contents of this paper are as follows: 1: 1 cycloidal needle wheel drive thermal elastohydrodynamic lubrication numerical analysis model. By analyzing the geometry and kinematics of cycloid needle wheel transmission, the parameters such as equivalent curvature radius, entrainment velocity and meshing force are obtained. Based on Newtonian Ostwald and Eyring fluid, a numerical model of contact time-varying thermal elastohydrodynamic lubrication (THL) for cycloidal needle wheel transmission is established by using generalized Reynolds equation. 2. The lubrication characteristics of cycloidal needle wheel drive are studied. Under the condition of pure rolling contact of cycloidal needle wheel transmission, the influence of different fluids on friction coefficient and friction loss power in meshing process is studied. The influence of non-Newtonian characteristics of Eyring fluid and Ostwald fluid on the lubrication characteristics of cycloidal needle wheel transmission during meshing is discussed. The influence of design parameters on lubrication characteristics of cycloidal needle wheel transmission is discussed. The lubrication state of cycloid needle wheel transmission is evaluated by using the minimum film thickness, friction coefficient and friction loss power in meshing process, and the short amplitude coefficient is discussed. Influence of change of needle tooth radius and modification parameters on lubrication characteristics of cycloidal needle wheel drive. 4. Study on lubrication characteristics of cycloid needle wheel transmission with lack of oil. A numerical model of oil lubrication in cycloidal needle wheel drive was established. The inlet oil film thickness was used as the input parameter to characterize the variation of the degree of spent oil. The starting position of oil film temperature, central film thickness and effective film thickness was studied. The influence of lubricating efficiency, friction coefficient and friction loss power, and the influence of operating conditions and non-Newtonian characteristics on the thickness of inlet oil film. 5. The influence of oil supply quantity on the lubrication characteristics of cycloidal needle wheel drive. The influence of the variation of oil supply along tooth width on the distribution of pressure and film thickness in the direction of tooth width is discussed. The influence of different distribution of oil supply on the lubrication characteristics of cycloidal needle wheel drive is studied. The variation of fuel supply in meshing process is obtained with different optimization objectives.
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH132.4

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本文编号：2177125