低速重载齿轮齿条传动机构混合润滑分析及低摩擦设计
发布时间：2020-12-15 13:15
垂直式升船机是三峡大坝工程的重要组成部分,是世界上技术难度与参数规模最大的升船装置。作为升船机中起关键升降功能的大模数齿轮齿条传动系统是船舶安全快速过坝的重要保证。由于齿轮齿条升降机构长期在低速、重载工况和恶劣的开式环境中作业,齿轮齿条难以实现充分润滑,润滑介质消耗量大,易出现胶合失效。因此,针对上述问题,开展低速重载齿轮齿条传动机构的润滑状态和失效模式分析以及低摩擦设计的研究,对保证其运行的安全可靠和提高三峡工程通航的经济与环保效益均具有重要意义。本文以低速重载大模数开式齿轮齿条机构为研究对象,综合运用摩擦学和数值仿真技术,考虑瞬态效应、非牛顿效应和粗糙度效应建立了混合弹流润滑仿真数值模型,得到了在一个啮合周期下的齿面润滑状态变化情况和工况参数对其润滑性能的影响规律;考虑实际工况下胶合失效的影响要素,分析了表面织构技术对低速重载齿面的减摩作用,并研究了针对润滑系统适量供油的油量优化设计方法。本文的主要工作和贡献如下:首先,建立适用于低速重载齿轮齿条瞬态混合润滑仿真的数学模型并分析齿轮齿条啮合过程中的润滑状态,结果表明大模数齿轮齿条在啮合过程中压力、膜厚的变化与卷吸速度、当量曲率半径以...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三峡升
上海交通大学硕士学位论文12图1-2研究框架图Fig.1-2Theframeworkofthedissertation论文一共分为六章，各章节主要内容如下：第一章：绪论。介绍本文的研究背景，阐述研究意义，综合评述国内外相关领域的研究现状，最后简述全文的主要研究内容，拟定论文总体框架。第二章：低速重载齿轮齿条二维线接触瞬态混合润滑建模。为了准确分析低速重载齿轮齿条动态啮合过程中的润滑状态变化规律及可能出现的失效模式。首先，对低速重载齿轮齿条进行运动学分析，得到瞬态混合弹流模型所需要的输入参数；然后，建立二维瞬态混合润滑数值模型，主要包括Reynolds、膜厚、黏压、密压和载荷方程组；代入参数计算并分析齿轮齿条啮合过程中的润滑状态，由于传动机构是在低速重载工况下，所以需分析流体的非牛顿效应和齿面的粗糙度效应对计算结果的影响；最后，通过传动效率试验以及齿面形貌分析验证模型计算结果的正确性，从而为低速重载齿轮齿条的润滑设计提供了有效工具。第三章：低速重载齿轮齿条三维线接触混合润滑建模。为了进一步分析齿面粗糙度的三维参数对计算结果的影响和进行齿面三维形貌优化设计，首先将二维模型拓展至三维，建立了适用于低速重载齿面的三维线接触混合润滑数值模型，并借助能够较快求解大模数齿面弹性变形量的DCD-FFT法进行求解；然后，揭示了载荷、转速以及粗糙度等工况参数对啮入点最小膜厚的影响规律，并得到拟合
齿轮齿条传动模型的几何示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]微观加工形貌对三维线接触Stribeck曲线与疲劳寿命的影响[J]. 任思,蒲伟,王家序,肖科,田兴. 摩擦学学报. 2018(04)
[2]表面织构改善摩擦特性的研究进展[J]. 许璐,郑锦华,吴双,魏新煦,王俊杰. 工具技术. 2018(04)
[3]三峡升船机齿条试验装置传动效率计算分析与试验验证[J]. 李优华,李权才,刘忠明,余飞鹏,刘月婵. 机械传动. 2018(03)
[4]表面织构化机械密封热弹流润滑性能分析[J]. 杨笑,孟祥铠,彭旭东,王玉明. 摩擦学学报. 2018(02)
[5]表面织构流体动压润滑性能的研究进展[J]. 汤勇,唐恒,万珍平,袁伟,陆龙生,李宗涛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(09)
[6]表面织构及供油量对润滑性能影响的建模分析[J]. 张生光,王文中,赵自强. 表面技术. 2017(06)
[7]表面粗糙度特征对齿轮接触区润滑特性的影响[J]. 杨勇,王家序,周青华,李文广,杨万友. 摩擦学学报. 2017(02)
[8]准系统数值解法在混合热弹性流体动压润滑中的运用[J]. 王骁鹏,王家序,李文广,何涛,蒲伟. 四川大学学报(工程科学版). 2016(04)
[9]微油滴供油条件下弹流润滑行为的数值分析[J]. 李书义,郭峰,栗心明. 摩擦学学报. 2016(04)
[10]大型开式齿轮润滑优化调整[J]. 闫志勇. 设备管理与维修. 2016(05)
博士论文
[1]非牛顿流体弹流润滑膜失效的理论与实验研究[D]. 刘剑平.北京邮电大学 2012
[2]渐开线齿轮传动的混合弹流润滑研究[D]. 高创宽.太原理工大学 2005
硕士论文
[1]大模数齿轮齿条啮合仿真研究[D]. 向正新.长江大学 2018
[2]齿轮齿条传动往复运动的热弹流润滑分析[D]. 徐彩红.青岛理工大学 2018
[3]自升式海洋平台的齿轮齿条强度分析及动力学研究[D]. 孟淼.江苏科技大学 2017
[4]转速对齿轮传动混合热弹流润滑的影响[D]. 陶昆.太原理工大学 2017
[5]双粗糙齿面接触时的弹流润滑数值分析[D]. 冯楠.太原理工大学 2016
[6]重载齿轮胶合性能及影响因素研究[D]. 宋青鹏.西南交通大学 2016
[7]润滑油特征对重载传动齿轮接触疲劳强度的影响机制[D]. 杨粟.北京理工大学 2016
[8]不同供油条件下渐开线直齿圆柱齿轮弹流润滑及有限元研究[D]. 赵辉.青岛理工大学 2012
[9]低速重载齿轮传动微观热弹流润滑数值分析及齿面抛光实验研究[D]. 武斌.重庆大学 2010
本文编号：2918329
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三峡升
上海交通大学硕士学位论文12图1-2研究框架图Fig.1-2Theframeworkofthedissertation论文一共分为六章，各章节主要内容如下：第一章：绪论。介绍本文的研究背景，阐述研究意义，综合评述国内外相关领域的研究现状，最后简述全文的主要研究内容，拟定论文总体框架。第二章：低速重载齿轮齿条二维线接触瞬态混合润滑建模。为了准确分析低速重载齿轮齿条动态啮合过程中的润滑状态变化规律及可能出现的失效模式。首先，对低速重载齿轮齿条进行运动学分析，得到瞬态混合弹流模型所需要的输入参数；然后，建立二维瞬态混合润滑数值模型，主要包括Reynolds、膜厚、黏压、密压和载荷方程组；代入参数计算并分析齿轮齿条啮合过程中的润滑状态，由于传动机构是在低速重载工况下，所以需分析流体的非牛顿效应和齿面的粗糙度效应对计算结果的影响；最后，通过传动效率试验以及齿面形貌分析验证模型计算结果的正确性，从而为低速重载齿轮齿条的润滑设计提供了有效工具。第三章：低速重载齿轮齿条三维线接触混合润滑建模。为了进一步分析齿面粗糙度的三维参数对计算结果的影响和进行齿面三维形貌优化设计，首先将二维模型拓展至三维，建立了适用于低速重载齿面的三维线接触混合润滑数值模型，并借助能够较快求解大模数齿面弹性变形量的DCD-FFT法进行求解；然后，揭示了载荷、转速以及粗糙度等工况参数对啮入点最小膜厚的影响规律，并得到拟合
齿轮齿条传动模型的几何示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]微观加工形貌对三维线接触Stribeck曲线与疲劳寿命的影响[J]. 任思,蒲伟,王家序,肖科,田兴. 摩擦学学报. 2018(04)
[2]表面织构改善摩擦特性的研究进展[J]. 许璐,郑锦华,吴双,魏新煦,王俊杰. 工具技术. 2018(04)
[3]三峡升船机齿条试验装置传动效率计算分析与试验验证[J]. 李优华,李权才,刘忠明,余飞鹏,刘月婵. 机械传动. 2018(03)
[4]表面织构化机械密封热弹流润滑性能分析[J]. 杨笑,孟祥铠,彭旭东,王玉明. 摩擦学学报. 2018(02)
[5]表面织构流体动压润滑性能的研究进展[J]. 汤勇,唐恒,万珍平,袁伟,陆龙生,李宗涛. 华南理工大学学报(自然科学版). 2017(09)
[6]表面织构及供油量对润滑性能影响的建模分析[J]. 张生光,王文中,赵自强. 表面技术. 2017(06)
[7]表面粗糙度特征对齿轮接触区润滑特性的影响[J]. 杨勇,王家序,周青华,李文广,杨万友. 摩擦学学报. 2017(02)
[8]准系统数值解法在混合热弹性流体动压润滑中的运用[J]. 王骁鹏,王家序,李文广,何涛,蒲伟. 四川大学学报(工程科学版). 2016(04)
[9]微油滴供油条件下弹流润滑行为的数值分析[J]. 李书义,郭峰,栗心明. 摩擦学学报. 2016(04)
[10]大型开式齿轮润滑优化调整[J]. 闫志勇. 设备管理与维修. 2016(05)
博士论文
[1]非牛顿流体弹流润滑膜失效的理论与实验研究[D]. 刘剑平.北京邮电大学 2012
[2]渐开线齿轮传动的混合弹流润滑研究[D]. 高创宽.太原理工大学 2005
硕士论文
[1]大模数齿轮齿条啮合仿真研究[D]. 向正新.长江大学 2018
[2]齿轮齿条传动往复运动的热弹流润滑分析[D]. 徐彩红.青岛理工大学 2018
[3]自升式海洋平台的齿轮齿条强度分析及动力学研究[D]. 孟淼.江苏科技大学 2017
[4]转速对齿轮传动混合热弹流润滑的影响[D]. 陶昆.太原理工大学 2017
[5]双粗糙齿面接触时的弹流润滑数值分析[D]. 冯楠.太原理工大学 2016
[6]重载齿轮胶合性能及影响因素研究[D]. 宋青鹏.西南交通大学 2016
[7]润滑油特征对重载传动齿轮接触疲劳强度的影响机制[D]. 杨粟.北京理工大学 2016
[8]不同供油条件下渐开线直齿圆柱齿轮弹流润滑及有限元研究[D]. 赵辉.青岛理工大学 2012
[9]低速重载齿轮传动微观热弹流润滑数值分析及齿面抛光实验研究[D]. 武斌.重庆大学 2010
本文编号：2918329
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