本文關(guān)鍵詞：固體顆粒對直齒輪跑合非穩(wěn)態(tài)熱彈流潤滑的影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪在惡劣環(huán)境中工作時,齒輪潤滑油很容易被雜質(zhì)污染,會導(dǎo)致潤滑油潤滑性能退化,更為嚴重的則會引起輪齒磨粒磨損造成齒面接觸失效。本文研究了固體顆粒形狀、粒度、位置和運動狀態(tài)以及波動載荷對直齒輪跑合非穩(wěn)態(tài)熱彈流潤滑的影響,引入顆粒流概念,綜合考慮了不同類型顆粒流對潤滑油流變特性的影響,研究了顆粒流對直齒輪跑合非穩(wěn)態(tài)熱彈流潤滑的影響。首先,建立了含單個固體顆粒的直齒輪跑合彈流潤滑數(shù)學(xué)模型,顆粒位于接觸區(qū)入口處,推導(dǎo)出了考慮固體顆粒效應(yīng)的Reynolds方程,考慮時變效應(yīng)和熱效應(yīng),不考慮粗糙度和潤滑油流變的影響,對直齒輪跑合熱彈流潤滑問題進行了研究,主要分析了固體顆粒的形狀尺寸和速度對油膜壓力、膜厚和油膜溫度的影響。其次,同時考慮了固體顆粒和兩輪齒的綜合表面粗糙度,建立了含有固體顆粒的彈流數(shù)學(xué)模型,修正了接觸區(qū)Reynolds方程,考慮了連續(xù)波狀粗糙度的影響,對跑合過程中直齒輪輪齒嚙合區(qū)的彈流潤滑進行了數(shù)值解算,分析了固體顆粒和粗糙度(幅值和波長)對壓力、膜厚和溫度的影響。然后,分別建立了含有硬質(zhì)顆粒和軟彈性顆粒的接觸區(qū)彈流模型,基于硬軟質(zhì)顆粒部分假設(shè),計入固體顆粒效應(yīng)、時變效應(yīng)和熱效應(yīng),分別研究了兩種類型固體顆粒對直齒輪跑合熱彈流潤滑的影響,分析了兩種類型固體顆粒對油膜壓力、膜厚和溫度的影響。再者,根據(jù)實測表面形貌數(shù)值擬合了一表面形貌函數(shù),計入了波動載荷效應(yīng),繪制了跑合時的輪齒承載簡化載荷譜,考慮了表面粗糙度、時變效應(yīng)和熱效應(yīng),對直齒輪跑合進行了微觀熱彈流潤滑研究,分析了載荷波動頻率、載荷波動幅值和粗糙度幅值對油膜壓力、膜厚和溫度的影響。而后,從固液耦合角度建立了含有固體顆粒的接觸區(qū)彈流模型,修正了Reynolds方程,考慮了潤滑油對顆粒拖曳力的影響,考慮了顆粒速度隨顆粒運動位置的變化,還考慮了顆粒自旋和熱效應(yīng)的影響,分析了顆粒運動位置變化和自旋對跑合過程中輪齒間油膜壓力、膜厚和溫度的影響,最后對算例結(jié)果進行了比較驗證。最后,建立了粉末狀顆粒流潤滑數(shù)學(xué)模型,考慮了顆粒流對潤滑油流變粘度和密度的定量影響,計入了時變效應(yīng)和熱效應(yīng),對直齒輪跑合進行了熱彈流潤滑研究,分析了不同質(zhì)量分數(shù)的MOS2對油膜壓力、膜厚和溫度的影響,比較了質(zhì)量分數(shù)為5%的人造金剛石、45鋼、石墨和MOS2顆粒對壓力、膜厚和溫度的影響,最后與已有實驗結(jié)果進行了比較驗證。
【關(guān)鍵詞】：直齒輪 固體顆粒 跑合 粗糙度 波動載荷
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH117.2;TH132.41
【目錄】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 課題背景及意義13-14
• 1.1.1 課題的研究背景13
• 1.1.2 課題的研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 線接觸EHL的研究14-16
• 1.2.2 摩擦副跑合的研究16-18
• 1.2.3 有關(guān)固體顆粒的研究18-20
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 固體顆粒對直齒輪跑合瞬態(tài)熱彈流潤滑的影響22-36
• 2.1 數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.1.1 考慮固體顆粒的Reynolds方程的推導(dǎo)22-24
• 2.2 控制方程24-26
• 2.2.1 Reynolds方程24-25
• 2.2.2 膜厚方程25
• 2.2.3 載荷方程25
• 2.2.4 潤滑油溫度控制方程——能量方程25
• 2.2.5 粘度方程25-26
• 2.2.6 密度方程26
• 2.3 控制方程無量綱化26
• 2.4 數(shù)值方法26
• 2.5 結(jié)果分析與討論26-34
• 2.5.1 有無固體顆粒對齒輪潤滑的影響28
• 2.5.2 不同速度固體顆粒對齒輪潤滑的影響28-29
• 2.5.3 不同形狀尺寸顆粒對齒輪潤滑的影響29-30
• 2.5.4 顆粒對最小膜厚和最大溫度的影響30-31
• 2.5.5 時變對壓力和膜厚的影響31-32
• 2.5.6 不同速度的顆粒對溫度的影響32-33
• 2.5.7 不同形狀顆粒對溫度的影響33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 第3章 考慮粗糙度和固體顆粒效應(yīng)的直齒輪跑合瞬態(tài)熱彈流潤滑分析36-44
• 3.1 數(shù)學(xué)模型36-37
• 3.2 基本方程37
• 3.3 結(jié)果分析與討論37-43
• 3.3.1 粗糙度和固體顆粒對壓力和膜厚的影響37-38
• 3.3.2 連續(xù)波狀粗糙度下顆粒速度對壓力和膜厚的影響38-39
• 3.3.3 時變對壓力和膜厚的影響39
• 3.3.4 時變效應(yīng)下粗糙度波長對溫度的影響39-41
• 3.3.5 連續(xù)波狀粗糙度下固體顆粒對最小膜厚和最大溫度的影響41-42
• 3.3.6 連續(xù)波狀粗糙度下固體顆粒速度對溫度的影響42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 硬軟質(zhì)固體顆粒對直齒輪熱彈流潤滑的影響44-52
• 4.1 數(shù)學(xué)模型44-45
• 4.1.1 含有硬質(zhì)顆粒(RP>0.5hmin)的潤滑模型44-45
• 4.1.2 含有彈性軟顆粒的潤滑模型45
• 4.2 基本方程45-47
• 4.2.1 Reynolds方程45-46
• 4.2.2 粘度方程46-47
• 4.3 結(jié)果分析與討論47-51
• 4.3.1 摩擦副表面凹陷深度對壓力和膜厚的影響47-48
• 4.3.2 摩擦副表面凹陷深度對最小膜厚和最大溫度的影響48
• 4.3.3 摩擦副表面凹陷深度對溫度的影響48-49
• 4.3.4 軟彈性顆粒對最小膜厚和最大溫度的影響49-50
• 4.3.5 硬軟質(zhì)顆粒對接觸區(qū)溫度影響的比較50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 波動載荷對直齒輪跑合微觀熱彈流潤滑的影響52-60
• 5.1 表面形貌數(shù)學(xué)表征52-53
• 5.2 基本方程53-54
• 5.3 結(jié)果分析與討論54-59
• 5.3.1 載荷波動頻率對壓力、膜厚和最大溫度的影響54-55
• 5.3.2 載荷波動頻率對瞬態(tài)溫度的影響55-57
• 5.3.3 載荷波動幅值對壓力、膜厚和最大溫度的影響57
• 5.3.4 擬合粗糙度幅值A(chǔ)對壓力、膜厚和最大溫度的影響57-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第6章 固液兩相流體對直齒輪跑合熱彈流潤滑的影響60-71
• 6.1 數(shù)學(xué)模型60-61
• 6.2 基本方程61-62
• 6.3 結(jié)果分析與討論62-69
• 6.3.1 顆粒所在位置對顆粒速度的影響62-63
• 6.3.2 顆粒位置對最小膜厚和最大溫度的影響63-65
• 6.3.3 固體顆粒的位置對接觸區(qū)瞬態(tài)溫升的影響65-66
• 6.3.4 固體顆粒自旋對最小膜厚和最大溫度的影響66-68
• 6.3.5 顆粒自旋方向和速度對接觸區(qū)瞬態(tài)溫度的影響68-69
• 6.4 本章小結(jié)69-71
• 第7章 微觀顆粒流對直齒輪跑合熱彈流潤滑的影響71-79
• 7.1 數(shù)學(xué)模型71-72
• 7.2 基本潤滑方程72-73
• 7.2.1 流變學(xué)粘度72
• 7.2.2 流變學(xué)密度72-73
• 7.3 結(jié)果分析與討論73-77
• 7.3.1 顆粒質(zhì)量分數(shù)對中心壓力、最小膜厚和最大溫度的影響73-74
• 7.3.2 顆粒質(zhì)量分數(shù)對瞬態(tài)溫度的影響74-75
• 7.3.3 顆粒類型對中心壓力、最小膜厚和最大溫度的影響75-76
• 7.3.4 顆粒類型對瞬態(tài)溫度的影響76-77
• 7.4 本章小結(jié)77-79
• 結(jié)束語79-82
• 參考文獻82-90
• 攻讀碩士期間完成的學(xué)術(shù)論文及專利90-92
• 致謝92

【參考文獻】

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本文編號：374871