TI蜗杆副材料及含纳米粒子润滑油摩擦学性能研究

【摘要】：材料副和润滑油相关摩擦学性能试验研究是蜗杆传动材料选择和润滑油选择的重要依据。本文针对TI蜗杆传动从材料和润滑两个方面开展了摩擦学性能试验研究,主要研究内容如下: 针对TI蜗杆传动的啮合性能特点,研究了TI蜗杆传动所需的材料副的特点和对润滑性能的要求。 在基础油润滑条件下,在摩擦磨损试验机上进行了QSn6.5-0.1-20CrMnTi、QSn6.5-0.1-35CrMo、45-20CrMnTi、45-35CrMo、40Cr-20CrMnTi、40Cr-35CrMo、20CrMnTi-20CrMnTi、20CrMnTi-35CrMo八对材料副摩擦学性能试验,对比了它们的摩擦系数、磨损量、表面粗糙度、表面形貌等性能,分析了材料副的磨损机理。结果表明40Cr-20CrMnTi是较好的材料副组合,具有较好的抗磨减摩性,适合硬齿面副TI蜗杆传动。 为了探索应用于硬齿面副TI蜗杆传动的新型润滑剂,分别选用了铜、镍、氧化锌、金刚石、氮化硅五种纳米粒子添加到蜗杆传动用基础油中,在摩擦磨损试验机上,分别对钢-铜副、钢-钢副材料做了摩擦学性能试验,并与基础油的润滑效果进行了对比。试验结果表明,纳米粒子在基础油中表现出良好的抗磨减摩性,而且其效果受到纳米粒子种类、浓度、摩擦副材料等因素的影响。在含有纳米铜粒子的基础油润滑条件下,材料副40Cr-20CrMnTi的摩擦系数最小,磨损量也最少,磨损表面平整均匀。 开展了TI蜗杆传动性能实验研究。分别以蜗杆传动用基础油和含有纳米铜粒子的基础油作为两种试验用油,测试TI蜗杆减速机的机械效率。结果表明蜗杆减速机在含有纳米铜粒子的油样润滑下机械效率较高,从而进一步证实纳米粒子具有较好的抗磨减摩性。