不同转速下齿轮动力学与油膜润滑耦合研究

发布时间：2020-12-05 04:09

　　为探究齿轮振动时油膜的动态特性,考虑齿轮时变啮合刚度的激励作用,基于动力学理论,建立齿轮系统动力学模型,分析齿轮系统的弹流润滑特性;同时,基于弹流润滑数值解,建立油膜的刚度模型,进行不同转速下齿轮动力学与油膜润滑的耦合研究。研究表明:基于动力学模型进行弹流润滑的求解时,油膜厚度表现出一定的动态特性,且不同齿轮转速下的振幅和振动频率不同;随着齿轮转速的增大,油膜的刚度减小,对于高速重载的齿轮系统,油膜润滑对其振动特性有较大的影响,应当将齿轮振动与油膜润滑视为整体进行研究。 

【文章来源】：润滑与密封. 2020年08期 第78-83页 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

渐开线直齿轮传动模型

考虑齿轮时变啮合刚度的影响,建立齿轮动力学模型,该模型仅考虑直齿圆柱齿轮的扭转振动。如图2所示,其中y轴沿啮合线方向。图中Ip和Ig、θp和θg、Tp和Tg分别表示主动轮和从动轮的转动惯量、扭转角位移和转矩;km和cm分别表示啮合刚度和啮合阻尼。齿轮传动过程中,从动轮的线速度常落后于主动轮的线速度,即存在传递误差。齿轮的制造误差和几何误差是静态传递误差产生的根源,而刚度、载荷和温度的变化则使齿轮在传动过程中产生动态传递误差。如图2所示,et 为静态传递误差。

在进行振动与润滑的耦合求解之前,首先进行不同转速下油膜刚度的求解,探究节点处油膜刚度随齿轮转速的变化规律,结果如图3所示。图中kave 和 kglo分别表示基于平均膜厚法和全局法计算的油膜刚度[16]。当载荷一定时,随着转速的提高,油膜厚度增大,润滑剂分子间距离增大,分子间斥力减小,油膜易被压缩,因而油膜刚度减小。齿轮的振动影响油膜的润滑状态,同时油膜的润滑对齿轮系统的振动也产生一定的影响。油膜的刚度是齿轮动力学与润滑连通的“桥梁”。进行振动与润滑的耦合求解时,给定载荷F=120 kN/m,分别取主动轮转速n1为1 000、2 000、2 700 r/min。

【参考文献】：
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本文编号：2898847