收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

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

武斌  
【摘要】: 齿轮传动是机械传动中最重要且应用最广泛的传动形式之一,它的接触强度设计是以hertz弹性接触理论为基础,而这种理论只是光滑表面且无润滑的静态接触,这与实际有很大的差距。然而在齿轮润滑过程中,弹流油膜的厚度通常只有1μm左右甚至更小,而齿面因切削形成的粗糙度和它处于一个数量级,齿面粗糙峰频繁碰撞,造成接触峰点弹塑性变形和金属迁移。大量实验证明,齿面损伤都是因润滑失效引起的,如点蚀、过度磨损以及胶合等,尤其在低速重载齿轮传动中润滑失效占失效的60%以上。因此,对低速重载齿轮传动热弹润滑研究具有较高的理论意义和实际价值,本文具体的研究工作及结论如下: 1)首先在齿轮啮合原理、齿面粗糙度效应和非牛顿流体特性的基础上建立了低速重载齿轮传动微观热弹流润滑的数学模型,并针对该数学模型中形式相当复杂的二阶非线性偏微分方程组的特征,运用多重网格法(Multi-Grid Method)求解压力分布时变解、多重网格积分法计算弹性变形、逐列扫描法计算温度分布时变解,并分析了影响低速弹流润滑的几个主要因素,结果表明,在一定的条件下,粗糙度越大,产生的局部压力峰越大,而油膜厚度也相应减小,同时最大温升也有一定程度增加;随着速度的增加,油膜厚度有所增加,油膜平行部分相应缩短,二次压力峰的位置逐渐向入口区方向移动,最大的油膜压力也逐渐降低;润滑油粘度的影响主要体现在油膜形状上,润滑油粘度越高,形成的油膜厚度越大,同时油膜间产生的剪切热也越强烈;当载荷越大时,压力分布逐渐接近于Hertz接触压力分布,而载荷越小时,压力分布和经典润滑理论计算的结果非常相似。 2)参照风电增速箱低速级的行星轮传动的参数和受载情况,建立了相应数学模型,得到太阳轮与行星轮、行星轮与齿圈的热弹流润滑完全数值解,分析油膜压力和膜厚形状与损伤和磨损的关系。结果表明齿圈和行星轮在Ra=0.8μm时,油膜比厚小于1.5,处于不正常工作状态,它的齿面损伤度可达10%以上。 3)采用在氧化磷化条件下齿轮跑合方案,分析了齿轮在磷化中的化学反应机理:浸入的磷化液使齿轮表面形成结晶型磷酸盐转换膜软化层,在齿轮啮合时产生的摩擦力作用下使齿面粗糙度逐渐降低。通过对比了处理后齿轮和未处理的齿轮在二种不同方案下润滑油温升变化情况,结果表明,降低粗糙度对齿轮啮合时润滑油温度有明显的改善效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 雷良育,吴瑞明;刨煤机链轮齿面加工系列刀具的设计[J];机床与液压;2004年04期
2 ;[J];;年期
3 ;[J];;年期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈玉振;魏忠良;;基于联合仿真的齿轮疲劳影响因素分析[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 洪肇斌;基于球面渐开线齿面生成原理的弧齿锥齿轮新型铣削加工方法[D];吉林大学;2013年
2 韩佳颖;螺旋锥齿轮计算机辅助制造理论与算法研究[D];天津大学;2011年
3 张满栋;电镀CBN硬珩轮珩齿机理及动态仿真分析[D];太原理工大学;2010年
4 李大庆;直齿面齿轮啮合性能预控及碟形砂轮磨齿关键技术研究[D];江苏大学;2013年
5 陈思雨;圆柱齿轮传动齿面形状与非线性特性关联规律分析及实验研究[D];中南大学;2012年
6 魏巍;面向齿轮传动性能的螺旋锥齿轮铣齿机精度设计方法研究[D];天津大学;2011年
7 周凯红;基于预定啮合特性的螺旋锥齿轮点啮合齿面设计及CNC制造技术研究[D];中南大学;2009年
8 张婧;准双曲面齿轮螺旋变性半展成数控成形理论与方法研究[D];天津大学;2012年
9 武志斐;FSH锥齿轮传动啮合特性的理论与实验研究[D];太原理工大学;2012年
10 徐彦伟;弧齿锥齿轮铣齿机主动精度设计方法研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 由成林;弧齿锥齿轮齿面离散化建模及接触分析[D];浙江大学;2011年
2 邢彬;螺旋锥齿轮齿面三坐标测量机测量关键技术与测量数据应用研究[D];中南大学;2010年
3 孔祥晗;螺旋锥齿轮数控磨削齿面微观形貌建模与分析[D];湖南工业大学;2013年
4 李琳;螺旋锥齿轮齿面成型过程可视化仿真算法研究[D];天津大学;2010年
5 彭秉东;基于粗糙齿面的齿轮传动混合弹流润滑研究[D];太原理工大学;2012年
6 武斌;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];重庆大学;2010年
7 刘永骏;基于共轭包络理论的齿面加工模拟与仿真研究[D];华东理工大学;2011年
8 卢佳兴;直纹面准双曲线齿轮切齿法研究[D];吉林大学;2011年
9 孔文;对数螺旋锥齿轮的逆向设计研究[D];内蒙古科技大学;2012年
10 尹培丽;基于虚拟齿轮测量中心的弧齿锥齿轮几何建模[D];西安工业大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978