本文關(guān)鍵詞：固體潤滑涂層齒輪傳動(dòng)溫度場分析

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【摘要】：齒輪傳動(dòng)由于具有傳動(dòng)比準(zhǔn)確,傳動(dòng)效率高,功率恒定、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。重載高速工況下,齒輪由于摩擦生熱引起齒面溫度過高,嚙合齒面不能形成有效的流動(dòng)潤滑油膜,從而引起齒面膠合失效;同時(shí),齒輪溫升過高會(huì)導(dǎo)致熱變形過大,從而引起附加熱應(yīng)力,嚴(yán)重情況下會(huì)造成齒側(cè)傳動(dòng)間隙消除。齒輪傳動(dòng)在高溫、高真空、高負(fù)荷和強(qiáng)輻射等極端環(huán)境下工作時(shí),傳統(tǒng)的潤滑系統(tǒng)往往不能達(dá)到理想潤滑效果,因此,固體潤滑技術(shù)得以發(fā)展和應(yīng)用。為了滿足重載高速齒輪傳動(dòng)的需要,改善重載高速齒輪的傳動(dòng)性能,在齒輪齒面上生成具有良好減摩性和抗膠合性的固體潤滑涂層。本文以電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為最終使用對(duì)象,結(jié)合齒輪嚙合理論、傳熱學(xué)、摩擦學(xué)、表面工程技術(shù)、熱分析技術(shù)和有限元理論,研究了齒輪溫度場變化規(guī)律和固體潤滑涂層性能及摩擦磨損機(jī)理,為了將固體潤滑涂層應(yīng)用到重載高速齒輪上以滿足減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能和性能要求,做了比較系統(tǒng)的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究。本文具體的研究工作如下:①在傳熱學(xué)的基本理論和概念基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了導(dǎo)熱偏微分方程,討論了齒輪本體穩(wěn)態(tài)溫度場的熱平衡方程及相關(guān)的邊界條件;根據(jù)赫茲接觸理論基礎(chǔ),分析了嚙合過程中齒輪副間的相對(duì)滑動(dòng)速度、齒面赫茲接觸應(yīng)力的變化規(guī)律;研究了齒面輸入熱流量的計(jì)算方法,討論了在潤滑條件下齒輪嚙合面、端面等區(qū)域的對(duì)流換熱系數(shù)。②建立了齒輪本體溫度場的有限元分析模型,計(jì)算了齒面輸入摩擦熱、對(duì)流換熱系數(shù)等相關(guān)熱物性參數(shù),應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS分析了齒輪穩(wěn)態(tài)溫度場分布規(guī)律;在不同的載荷、轉(zhuǎn)速、摩擦系數(shù)等傳動(dòng)參數(shù)影響下,分析這些參數(shù)對(duì)齒輪本體穩(wěn)態(tài)溫度場的影響規(guī)律,并系統(tǒng)的討論了其對(duì)齒輪本體溫度場的影響特性。③為了將低溫離子滲硫?qū)討?yīng)用到重載高速齒輪傳動(dòng)中,在GCr15鋼球表面制備得到Fe S固體潤滑涂層。在MRS-1J機(jī)械式四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn),測定了不同對(duì)摩副的摩擦系數(shù)、磨斑直徑。在脂潤滑和油潤滑條件下對(duì)基底鋼球、涂層鋼球的摩擦磨損性能進(jìn)行了分析對(duì)比。利用掃描電鏡和電子能譜儀對(duì)磨斑表面進(jìn)行了微觀分析和能譜分析,分析了涂層的摩擦磨損機(jī)理,并建立了涂層的磨損機(jī)理模型。結(jié)果表明,Fe S涂層在潤滑條件下表現(xiàn)出較好的摩擦磨損性能,主要的磨損機(jī)理為磨粒磨損。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41

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