一對(duì)齒輪在高油位高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)泵吸效應(yīng)和齒間困油現(xiàn)象,這種現(xiàn)象會(huì)損失一定功率。為確定這種功率損失的大小,通過(guò)理論計(jì)算得出齒輪嚙合損失功率和齒輪攪油因油阻損失功率,結(jié)合錨絞機(jī)三級(jí)齒輪箱試驗(yàn)得到齒輪總消耗功率,用差值可近似得到泵吸和困油效應(yīng)損失的功率,分析了不同工況下功率損失的變化情況。結(jié)論表明,泵吸及困油效應(yīng)損失功率隨轉(zhuǎn)速和油位的增大而增大。 

【文章來(lái)源】：內(nèi)燃機(jī)與配件. 2020,(18)

【文章頁(yè)數(shù)】：3 頁(yè)

【部分圖文】：

齒輪嚙合處向外噴射的潤(rùn)滑油

。PGW1=7.37fgvn3D4.7LAg1026（4）PGW2=1.474fgvn3D5.7Ag1026（5）PGW3=7.37fgvn3D4.7FRf姨tanβ姨姨Ag1026（6）PGW=PGW1+PGW2+PGW3（7）式中，fg是齒輪進(jìn)入系數(shù)，為浸入深度Hd與零件外徑D的比；D為零件外徑；Ag為常數(shù)；F為吃面寬度；L為零件長(zhǎng)度；β為螺旋角；Rf為粗糙度因子。2.3傳統(tǒng)齒輪損失功率計(jì)算結(jié)果分析齒輪箱高速端為一級(jí)，齒輪采用斜齒輪，螺旋角為8°，其他級(jí)均為直齒輪。圖2為錨絞機(jī)三級(jí)齒輪箱簡(jiǎn)圖。潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度為320mm2/s，電機(jī)輸入扭矩為齒輪箱在極低速情況下測(cè)得的電機(jī)扭矩，約為電機(jī)功率的2.5%。根據(jù)式（1）-式（7），可計(jì)算出不同工況下三級(jí)齒輪箱各級(jí)齒輪損失的功率，得到如圖3、圖4、圖5曲線圖，圖5上下橫坐標(biāo)為對(duì)應(yīng)的油位高度與一級(jí)大齒輪浸入油液的深度。由圖3可知，齒輪的嚙合損失功率隨著齒輪轉(zhuǎn)速增大而增大；由圖4、圖5可知，齒輪攪油因油阻損失的功率隨輸入速度增大而增大，隨齒輪浸油深度的增加而增大。對(duì)比三個(gè)圖，可以看出空載情況下，嚙合損失的功率數(shù)值非常小，幾乎可忽略不計(jì)。而在高速下，攪油因油阻造成的功率損失可高達(dá)幾千瓦。二級(jí)跟三級(jí)齒輪副速度較慢，與第一級(jí)齒輪副的損失的功率相比，同樣可忽略不計(jì)。3齒輪功率損失試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析齒輪箱采用Marathon51kW4級(jí)變頻電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。齒輪箱在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上空轉(zhuǎn)，通過(guò)變頻器改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，記錄變頻器顯示屏上的電機(jī)轉(zhuǎn)矩，可得出電機(jī)功率損失，即該工況下整個(gè)齒輪箱消耗功率。在齒輪上涂上潤(rùn)滑油，齒輪未浸入油液內(nèi)，當(dāng)齒輪箱以極低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)其電圖2三級(jí)齒輪箱簡(jiǎn)圖齒輪齒輪軸承齒輪齒輪軸承齒輪齒輪

=PGW1+PGW2+PGW3（7）式中，fg是齒輪進(jìn)入系數(shù)，為浸入深度Hd與零件外徑D的比；D為零件外徑；Ag為常數(shù)；F為吃面寬度；L為零件長(zhǎng)度；β為螺旋角；Rf為粗糙度因子。2.3傳統(tǒng)齒輪損失功率計(jì)算結(jié)果分析齒輪箱高速端為一級(jí)，齒輪采用斜齒輪，螺旋角為8°，其他級(jí)均為直齒輪。圖2為錨絞機(jī)三級(jí)齒輪箱簡(jiǎn)圖。潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度為320mm2/s，電機(jī)輸入扭矩為齒輪箱在極低速情況下測(cè)得的電機(jī)扭矩，約為電機(jī)功率的2.5%。根據(jù)式（1）-式（7），可計(jì)算出不同工況下三級(jí)齒輪箱各級(jí)齒輪損失的功率，得到如圖3、圖4、圖5曲線圖，圖5上下橫坐標(biāo)為對(duì)應(yīng)的油位高度與一級(jí)大齒輪浸入油液的深度。由圖3可知，齒輪的嚙合損失功率隨著齒輪轉(zhuǎn)速增大而增大；由圖4、圖5可知，齒輪攪油因油阻損失的功率隨輸入速度增大而增大，隨齒輪浸油深度的增加而增大。對(duì)比三個(gè)圖，可以看出空載情況下，嚙合損失的功率數(shù)值非常小，幾乎可忽略不計(jì)。而在高速下，攪油因油阻造成的功率損失可高達(dá)幾千瓦。二級(jí)跟三級(jí)齒輪副速度較慢，與第一級(jí)齒輪副的損失的功率相比，同樣可忽略不計(jì)。3齒輪功率損失試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析齒輪箱采用Marathon51kW4級(jí)變頻電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。齒輪箱在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上空轉(zhuǎn)，通過(guò)變頻器改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，記錄變頻器顯示屏上的電機(jī)轉(zhuǎn)矩，可得出電機(jī)功率損失，即該工況下整個(gè)齒輪箱消耗功率。在齒輪上涂上潤(rùn)滑油，齒輪未浸入油液內(nèi)，當(dāng)齒輪箱以極低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)其電圖2三級(jí)齒輪箱簡(jiǎn)圖齒輪齒輪軸承齒輪齒輪軸承齒輪齒輪軸承軸承軸承軸承軸承軸承圖3齒輪嚙合損失功率與速度關(guān)系1210864201級(jí)齒輪副2級(jí)齒輪副3級(jí)齒輪副18002100240027003000齒輪功率損失PM/（W）電機(jī)轉(zhuǎn)速n（r/min）圖4齒

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于CFD方法的嚙合齒輪攪油損失仿真分析[J]. 沈林,阮登芳,涂攀.  機(jī)械傳動(dòng). 2018(11)
[2]高速列車齒輪箱潤(rùn)滑性能優(yōu)化與熱平衡溫度分析[J]. 劉杰,劉世軍,徐文博,王峰,郭鵬輝.  機(jī)械傳動(dòng). 2017(04)
[3]外嚙合齒輪泵攪油損失的研究[J]. 唐敬來(lái),鄧斌,王國(guó)志,于蘭英.  機(jī)械傳動(dòng). 2016(12)
[4]斜齒齒輪泵困油機(jī)理與解除困油的方法[J]. 高文捷,高尚,李吉中,吳偉偉.  機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2010(04)
[5]基于時(shí)變載荷的齒輪摩擦功率損失計(jì)算研究[J]. 許翔,楊定富,索文超,劉剛.  工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào). 2010(03)



本文編號(hào)：3616812