混合润滑条件下的星形人字齿轮系统温度场

发布时间：2020-11-14 14:30

　　 针对星形人字齿轮系统,采用热弹流润滑理论和粗糙峰接触计算方法获得不同表面粗糙度下齿面各啮合位置的油膜承载比例及摩擦因数,结合齿面接触载荷和滑移速度计算,分析齿面热流密度分布状态;借助齿轮系统喷油润滑流场仿真得出系统油液分布及齿轮表面传热系数;基于流体动力学仿真和混合弹流润滑分析结果,建立齿轮系统稳态温度场有限元模型,仿真研究各齿轮表面的温度分布规律。结果表明:啮合区中心油膜越厚油膜承载比例越高;综合摩擦因数受几何参数和载荷影响,内、外啮合齿轮副从节点处向齿顶齿根位置摩擦因数呈先增大后减小趋势;太阳轮啮合频次高且散热较慢,温升高于其他齿轮,高温区位于齿顶和齿根,随粗糙度增大太阳轮温度明显升高。
【部分图文】：

图15 内啮合齿轮油膜承载比例变化由图10、图13～图16可知,油膜承载比例和摩擦因数受粗糙度影响较大,随粗糙度增加,油膜承载比例降低,齿面摩擦因数增大。粗糙度方均根值σs取0.4 μm时齿轮副各位置油膜承载比例均较高,接近全油膜润滑,各啮合位置油膜承载比例接近;粗糙度较大时,油膜承载比例与膜厚密切相关,油膜越厚则油膜承载比例越高。

针对星形人字齿轮传动系统进行喷油润滑设计,建立含润滑系统的实体模型如图17所示。喷油润滑设计中,在各对齿轮副啮合位置设置喷油点,喷油管共计10根,每根喷油管为人字齿轮两侧各设两个喷孔。将箱体外壁简化为圆柱面,齿轮、轴、轴承简化为实心体,喷油方式为啮入侧喷油,喷孔直径为1.2 mm,单喷孔流量为1 500 cm3/min。

在ANSA中划分网格并导入FLUENT得到齿轮系统内部流场仿真模型,流场网格如图18所示,面网格数657 202,体网格数4 577 445。3.2 表面传热系数计算
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本文编号：2883578