直齿轮瞬态三维线接触弹性流体动力润滑模型及研究

发布时间：2017-05-19 21:11

  本文关键词：直齿轮瞬态三维线接触弹性流体动力润滑模型及研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮作为传动零部件中不可或缺的一部分，在传动机械、航海航空、车辆运输等众多领域发挥着重要的作用。而润滑的优劣对延长齿轮的使用寿命、提升其服务周期至关重要。 论文是基于重庆大学机械传动国家重点实验室自主课题“典型滚滑条件下的机械传动性能研究”和“典型滚滑传动接触失效与材料变化依据”，针对直齿轮弹流润滑的研究现状，从点接触弹流润滑出发，到线接触弹流润滑，最后将三维瞬态线接触弹流润滑理论应用到渐开线直齿轮的研究中，以期能够提出更加切合于现实工况的针对直齿轮的弹流润滑模型，从而为提高齿轮的服务周期提供一定的理论参考。 首先，论文研究了光滑表面接触下的点接触弹流润滑模型，利用数值分析程序分析了点接触弹流润滑的基本特征，研究了总载荷、卷吸速度等对接触压力、油膜厚度等摩擦学参数的影响。结果表明：点接触弹流润滑膜厚图中可看到典型的马蹄形特征，压力图中则可明显看到二次压力峰现象；载荷及卷吸速度会对接触压力、膜厚及摩擦系数等产生极大影响。 其次，用三维瞬态线接触弹流润滑模型分析了线接触弹流润滑结果的基本特征，研究了速度参数、各类型表面及粗糙度方向的影响。结果表明：线接触模型能成功处理光滑表面接触、正弦表面接触及真实工程面接触问题，，并能得到符合理论实际的结果。卷吸速度及粗糙度纹理的方向会对膜厚产生较大影响。 然后，基于上述三维线接触弹流润滑模型，论文提出了针对直齿轮的三维线接触弹流润滑模型，分析了在一对直齿轮啮合过程中，齿轮的压力、油膜厚度等参数随载荷、速度、等效曲率半径、滚滑比变化而变化的情况；分析了小轮转速、扭矩的影响；研究了粗糙表面下，压力及膜厚的分布情况；调查了粗糙度的大小对同一表面接触下膜厚比、接触率的影响，比较了具有同一粗糙度的不同工程表面接触下的膜厚比和接触率。结果表明：直齿轮三维线接触弹流润滑模型能得到合理的压力及膜厚沿啮合线的分布曲线，扭矩对膜厚沿啮合线的变化曲线影响较大，而小轮转速仅对膜厚的大小产生影响。另外，模型也能得到正确的粗糙表面接触下的结果；粗糙度的大小及粗糙表面的纹理及形貌对膜厚比及接触率均有较大影响。
【关键词】：三维线接触 弹流润滑 直齿轮 粗糙表面
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.41;TH117.2
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 主要符号8-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 弹流润滑理论的国内外研究现状10-11
• 1.2.2 针对直齿轮的弹流润滑国内外研究现状11-13
• 1.3 研究内容13-15
• 2 光滑表面点接触弹性流体动力润滑研究15-31
• 2.1 引言15-16
• 2.2 理论及模型16-18
• 2.3 计算流程图及计算方法18-21
• 2.3.1 计算流程图18-20
• 2.3.2 计算方法20-21
• 2.4 范例及结果分析21-24
• 2.4.1 基本参数21-22
• 2.4.2 结果22-24
• 2.5 速度、载荷对压力、膜厚影响24-29
• 2.5.1 同一速度下不同载荷对压力及膜厚的影响24-26
• 2.5.2 同一载荷下，不同卷吸速度对压力及膜厚的影响26-28
• 2.5.3 中心膜厚、最小膜厚和摩擦系数随载荷、速度的变化规律28-29
• 2.6 小结29-31
• 3 三维线接触弹性流体动力润滑研究31-53
• 3.1 引言31-32
• 3.2 理论及模型32-38
• 3.2.1 Hertz 接触理论32-33
• 3.2.2 线接触弹流润滑模型、方程及无量纲方法33-36
• 3.2.3 计算流程36
• 3.2.4 计算方法36-38
• 3.3 分析及结果38-51
• 3.3.1 参数设置38
• 3.3.2 运动方向求解域和网格数目对结果的影响38-40
• 3.3.3 光滑表面线接触弹流润滑结果40-42
• 3.3.4 速度对压力和膜厚的影响42-43
• 3.3.5 不同模型所得结果与经验公式结果比较43-45
• 3.3.6 正弦表面接触下线接触弹流润滑的结果示例45-47
• 3.3.7 真实工程表面接触下线接触弹流润滑结果展示47-50
• 3.3.8 粗糙度方向对平均油膜厚度的影响50-51
• 3.4 小结51-53
• 4 三维线接触弹流润滑模型在直齿轮中的应用研究53-73
• 4.1 引言53-54
• 4.2 理论及模型54-58
• 4.2.1 齿轮模型54-57
• 4.2.2 直齿轮的三维线接触弹流润滑模型57-58
• 4.3 计算方法及计算流程图58-59
• 4.4 结果及讨论59-72
• 4.4.1 基于齿轮模型的基本结果59-62
• 4.4.2 模型验证62-65
• 4.4.3 基于当前模型的结果65-68
• 4.4.4 小轮转速及扭矩的影响68-69
• 4.4.5 粗糙表面接触下的结果69-72
• 4.5 小结72-73
• 5 结论与展望73-75
• 5.1 结论73-74
• 5.2 论文创新点74
• 5.3 后续工作展望74-75
• 致谢75-77
• 参考文献77-83
• 附录83
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文和科研成果83

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王优强,黄丙习,佟景伟,杨沛然;渐开线直齿轮牛顿流体非稳态热弹流润滑分析[J];计算力学学报;2005年05期

2 王优强;黄丙习;佟景伟;杨沛然;;渐开线直齿轮时变热弹流润滑模拟[J];机械强度;2006年03期

3 卢立新;蔡莹;;直齿轮传动非牛顿流体瞬态弹流润滑研究[J];润滑与密封;2005年06期

  本文关键词：直齿轮瞬态三维线接触弹性流体动力润滑模型及研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：379855