基于热流耦合高速列车齿轮箱温度场的数值研究
发布时间：2021-10-30 13:35
齿轮传动装置作为高速列车动力转向架的核心部件之一,随着列车运行速度的不断提高,运营里程不断增加,齿轮箱内部愈加复杂变化的温度,对齿轮传动装置的润滑与密封会产生不良影响。所以很有必要针对齿轮箱内部温度场进行深入研究。列车在高速运行的过程中,由齿轮传动产生的各种功率损失,最终会以热能的形式向外传递,使得传动系统的温度不断增加。润滑油作为箱体内重要的热量传递介质,伴随着温度变化其粘度也会发生变化。粘度的变化进而可能引起齿面胶合失效,轴承烧伤及齿轮传动效率降低等不良影响。为此,开展齿轮箱内温度场的研究将对齿轮传动装置的润滑方式及冷却系统的设计提供积极有利的指导,并有助于缩短设计周期、降低设计费用。本文以高速列车齿轮传动装置为研究对象,基于流体动力学及传热学相关理论,将理论计算与有限元仿真分析相结合,应用Pumplinx软件建立齿轮传动装置的温度仿真分析模型,对箱体内部温度的大小及分布进行系统地分析,分别对齿轮转速和浸油深度对温度的影响进行对比分析。本文主要研究内容如下:1)分析齿轮传动装置热量产生及传递方式,分析计算油气混合流动状态下的齿轮箱内表面和齿轮端面的对流换热系数及与外界空气换热的齿轮...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 齿轮温度场国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 齿轮箱传热分析
2.1 传热基本原理
2.2 润滑油粘温特性
2.3 齿轮箱传热分析
2.3.1 箱体外壁面对流换热
2.3.2 箱体内壁面对流换热
2.3.3 齿轮端面对流换热
2.4 本章小结
第三章 齿轮箱功率损失计算分析
3.1 齿轮传动装置参数
3.2 齿轮传动功率损失分析
3.2.1 齿轮啮合功率损失计算分析
3.2.2 搅油功率损失计算分析
3.2.3 风阻功率损失计算分析
3.2.4 轴承功率损失计算分析
3.3 总功率损失分析
3.4 本章小结
第四章 齿轮箱热平衡仿真分析
4.1 仿真模型建立
4.2 转速对齿轮箱温度的影响
4.3 浸油深度对齿轮箱温度的影响
4.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]齿轮风阻损失仿真及其实际应用[J]. 梁作斌,杜佳佳,郭梅. 航空动力学报. 2017(06)
[2]多功能齿轮搅油功率损耗实验装置及实验方法研究[J]. 张佩,王斌,周雅杰. 润滑与密封. 2017(06)
[3]润滑油黏温特性实验研究[J]. 王志芳,刘逸飞,傅行军,郭瑞,杨建刚. 润滑与密封. 2016(04)
[4]基于CFD的面齿轮风阻功率损失研究[J]. 赵宁,贾清健. 机械传动. 2012(09)
[5]机车传动齿轮箱温度场数字仿真[J]. 张志彬,张开林,姚远. 铁道机车车辆. 2010(06)
[6]润滑油粘度的影响因素分析[J]. 李兴虎,赵晓静. 润滑油. 2009(06)
[7]高速列车传动齿轮箱热分析的建模与仿真[J]. 陈晓玲,张武高,黄智勇,周平. 系统仿真学报. 2007(23)
[8]热网络法概论[J]. 康芹,李世武,郭建利. 工业加热. 2006(05)
[9]航空润滑油粘温特性动态数据库的建立[J]. 王燕霜,杨伯原,王黎钦. 润滑与密封. 2006(01)
[10]行星齿轮传动系统的稳态热分析[J]. 张永红,苏华,刘志全,沈允文. 航空学报. 2000(05)
博士论文
[1]基于场协同原理的车用冷却系统流动传热耦合分析与结构优化[D]. 黄钰期.浙江大学 2010
[2]高速齿轮传动轮齿的温度模拟及过程参数的敏感性分析[D]. 龙慧.重庆大学 2001
硕士论文
[1]高速列车铝合金齿轮箱体流场温度场耦合计算[D]. 李亚丽.沈阳工业大学 2017
[2]基于热流耦合的锥齿轮流场与温度场仿真分析[D]. 王忠达.吉林大学 2015
[3]微型汽车变速箱热平衡分析研究[D]. 周浩.武汉理工大学 2013
[4]基于热流耦合的齿轮对流换热及温度场分析[D]. 董春锋.重庆大学 2011
[5]机车齿轮箱温度及压力场仿真研究[D]. 张志彬.西南交通大学 2011
[6]基于热网络法的行星减速器热分析[D]. 黄飞.南京航空航天大学 2011
[7]风电齿轮箱箱体热结构特性分析研究[D]. 张小婵.大连理工大学 2009
[8]高速列车传动齿轮箱的热平衡计算分析[D]. 黄智勇.上海交通大学 2007
本文编号：3466822
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 齿轮温度场国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文主要研究内容
第二章 齿轮箱传热分析
2.1 传热基本原理
2.2 润滑油粘温特性
2.3 齿轮箱传热分析
2.3.1 箱体外壁面对流换热
2.3.2 箱体内壁面对流换热
2.3.3 齿轮端面对流换热
2.4 本章小结
第三章 齿轮箱功率损失计算分析
3.1 齿轮传动装置参数
3.2 齿轮传动功率损失分析
3.2.1 齿轮啮合功率损失计算分析
3.2.2 搅油功率损失计算分析
3.2.3 风阻功率损失计算分析
3.2.4 轴承功率损失计算分析
3.3 总功率损失分析
3.4 本章小结
第四章 齿轮箱热平衡仿真分析
4.1 仿真模型建立
4.2 转速对齿轮箱温度的影响
4.3 浸油深度对齿轮箱温度的影响
4.4 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]齿轮风阻损失仿真及其实际应用[J]. 梁作斌,杜佳佳,郭梅. 航空动力学报. 2017(06)
[2]多功能齿轮搅油功率损耗实验装置及实验方法研究[J]. 张佩,王斌,周雅杰. 润滑与密封. 2017(06)
[3]润滑油黏温特性实验研究[J]. 王志芳,刘逸飞,傅行军,郭瑞,杨建刚. 润滑与密封. 2016(04)
[4]基于CFD的面齿轮风阻功率损失研究[J]. 赵宁,贾清健. 机械传动. 2012(09)
[5]机车传动齿轮箱温度场数字仿真[J]. 张志彬,张开林,姚远. 铁道机车车辆. 2010(06)
[6]润滑油粘度的影响因素分析[J]. 李兴虎,赵晓静. 润滑油. 2009(06)
[7]高速列车传动齿轮箱热分析的建模与仿真[J]. 陈晓玲,张武高,黄智勇,周平. 系统仿真学报. 2007(23)
[8]热网络法概论[J]. 康芹,李世武,郭建利. 工业加热. 2006(05)
[9]航空润滑油粘温特性动态数据库的建立[J]. 王燕霜,杨伯原,王黎钦. 润滑与密封. 2006(01)
[10]行星齿轮传动系统的稳态热分析[J]. 张永红,苏华,刘志全,沈允文. 航空学报. 2000(05)
博士论文
[1]基于场协同原理的车用冷却系统流动传热耦合分析与结构优化[D]. 黄钰期.浙江大学 2010
[2]高速齿轮传动轮齿的温度模拟及过程参数的敏感性分析[D]. 龙慧.重庆大学 2001
硕士论文
[1]高速列车铝合金齿轮箱体流场温度场耦合计算[D]. 李亚丽.沈阳工业大学 2017
[2]基于热流耦合的锥齿轮流场与温度场仿真分析[D]. 王忠达.吉林大学 2015
[3]微型汽车变速箱热平衡分析研究[D]. 周浩.武汉理工大学 2013
[4]基于热流耦合的齿轮对流换热及温度场分析[D]. 董春锋.重庆大学 2011
[5]机车齿轮箱温度及压力场仿真研究[D]. 张志彬.西南交通大学 2011
[6]基于热网络法的行星减速器热分析[D]. 黄飞.南京航空航天大学 2011
[7]风电齿轮箱箱体热结构特性分析研究[D]. 张小婵.大连理工大学 2009
[8]高速列车传动齿轮箱的热平衡计算分析[D]. 黄智勇.上海交通大学 2007
本文编号：3466822
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