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基于齿面粗糙度的齿轮传动热弹流润滑研究

冯桂萍  
【摘要】:在生产实际中,绝对光滑的轮齿齿面是不存在的,几乎所有的齿轮传动都是在部分膜润滑状态下工作,即齿面啮合既有润滑油膜又有粗糙峰接触的混合状态。齿面粗糙峰的存在无疑会对齿面摩擦力和轮齿接触区次表面应力分布产生重大影响。然而,现行的齿轮传动接触疲劳强度设计基于仅适用于光滑表面干接触的Hertz理论。显然,依据该理论的设计结果必然存在较大误差。因此,对齿轮传动的部分膜弹流润滑进行研究具有一定的理论意义和实用价值。 本文在考虑润滑流体非牛顿特性的基础上,分别采用多重网格法、逐排扫描法求解润滑方程组和温度控制方程,通过一定量的数值计算,对线接触部分膜热弹流润滑问题做了理论分析,探讨了齿面粗糙度对齿面摩擦力和轮齿接触应力的影响。归纳、总结数值计算结果,可形成如下主要结论: 1.在部分膜润滑状态下,当Λ1.6时,摩擦系数f随油膜比厚Λ的增大急剧减小;之后,f随Λ随的降低幅度趋于平缓,但在Λ4.5之前一直呈下降趋势;然而,Λ4.5后,f随Λ的增大非降反增。这说明,过大的油膜比厚(过大的润滑油粘度)会加剧齿面磨损。


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