【摘要】：眾所周知，彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑(EHL)分為邊界潤(rùn)滑、混合潤(rùn)滑和全膜潤(rùn)滑。而油膜比厚Λ，即接觸表面間的平均油膜厚度與綜合均方根粗糙度的比值是區(qū)分潤(rùn)滑狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)。當(dāng)0.5＜Λ＜3，一般認(rèn)為是處于混合潤(rùn)滑狀態(tài)；而Λ≤0.5和Λ≥3分別對(duì)應(yīng)著邊界潤(rùn)滑和全膜潤(rùn)滑。實(shí)踐證明，在工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中，絕大多數(shù)漸開線齒輪傳動(dòng)都在混合潤(rùn)滑狀態(tài)下工作。因此，選擇齒輪混合潤(rùn)滑為題進(jìn)行研究，既具有一定的理論意義，又有較強(qiáng)的實(shí)際價(jià)值。 本文首先綜述了前人的研究工作，接著，分析了混合潤(rùn)滑線接觸熱彈流理論。在此基礎(chǔ)上，采用順解、逆解交叉使用的數(shù)值方法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。計(jì)算中將待解區(qū)域分為三個(gè)子區(qū)域，在載荷較重的中間區(qū)采用改進(jìn)后的逆解法，借助追趕法求解運(yùn)動(dòng)方程和連續(xù)方程；在載荷較輕的入口區(qū)和出口區(qū)則采用順解迭代法，通過四階龍格庫塔法求解潤(rùn)滑方程組。 利用本文開發(fā)的計(jì)算機(jī)程序，選用漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)參數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)，共計(jì)進(jìn)行了99組混合潤(rùn)滑線接觸熱彈流數(shù)值計(jì)算；從理論上分析了油膜比厚和齒面形貌參數(shù)對(duì)接觸載荷比、壓力分布、油膜厚度和溫度分布的影響；探討了不同油 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 膜比厚條件下齒面摩擦系數(shù)沿齒輪傳動(dòng)嚙合線的分布規(guī)律�？� 結(jié)、分析理論計(jì)算結(jié)果后形成如下主要研究結(jié)論: 1在混合潤(rùn)滑狀態(tài)下，總體載荷由齒面粗糙峰接觸壓力和 流體潤(rùn)滑油膜壓力共同承擔(dān)，二者之比稱為接觸載荷比。在此 狀態(tài)下，該比值隨著油膜比厚A的改變而發(fā)生顯著變化，特別 是當(dāng)八在0.5一1.5變動(dòng)時(shí)，這種變化尤為明顯;當(dāng)3.0八6.0時(shí)， 接觸載荷比隨A的變化趨勢(shì)較為平緩，粗糙峰承載比例微乎其 微;而當(dāng)油膜比厚八之6時(shí)，幾乎所有載荷全由流體壓力承擔(dān)。 2對(duì)于工業(yè)中常見的磨削加工齒面，其粗糙度紋理方向往 往垂直于齒面相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向，此類條紋被稱之為橫向條紋。本 計(jì)一算結(jié)果昭示:橫向條紋粗糙表面形成的油膜厚度大于相應(yīng)光 滑表面的膜厚值。這乍看起來似乎有些荒誕，但己被理論計(jì)算 和實(shí)驗(yàn)結(jié)果所印證〔29]。究其原因，主要是此類條紋產(chǎn)生所謂的 “泵效應(yīng)”，并且隨著油膜比厚的逐漸降低，這種“泵效應(yīng)”作 用日趨明顯。但當(dāng)油膜比厚A之6后，粗糙表面間的油膜厚度與 光滑表面間的膜厚值基本相同。 3粗糙齒面接觸時(shí)的壓力分布由流體壓力和粗糙峰接觸 壓力兩部分組成。當(dāng)油膜比厚A引時(shí)，粗糙峰作用開始凸現(xiàn)。 當(dāng)A二0.2口寸，壓力分布變成單峰分布，粗糙峰所承擔(dān)的載荷將 占到總體載荷的90%以上。就壓力分布而言，隨著油膜比厚的 降低，二次壓力峰數(shù)值減小，且其位置逐漸向入口區(qū)移動(dòng)。 4油膜比厚的變化對(duì)于溫度分布具有重要影響。隨著油膜 太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 比厚的減小，愈來愈多的粗糙峰參與接觸，固體摩擦產(chǎn)生的大 量熱造成了油膜溫度的攀升。當(dāng)輪齒在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下工作時(shí)一， 接觸區(qū)的油膜溫度幾乎比全膜潤(rùn)滑時(shí)的溫度值高出一倍。較高 的汕膜溫度必然伴隨著較大的齒面閃溫，而后者與輪齒膠合失 效戚息相關(guān)。 5隨著油膜比厚的增大，齒面摩擦系數(shù)先呈下降趨勢(shì)，當(dāng) 油膜比厚增大到一定值時(shí)，摩擦系數(shù)反而呈上升趨勢(shì)，這主要 是山于油膜厚度增大到一定值時(shí)，，潤(rùn)滑油粘度的增加，引起流 體粘性剪切增大的緣故。在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下，由于粗糙峰之間 的固體摩擦而導(dǎo)致較高的摩擦系數(shù)，且該系數(shù)大小沿輪齒傳動(dòng) 嚙合線基本不變。到達(dá)混合潤(rùn)滑狀態(tài)后直至全膜潤(rùn)滑，齒面摩 擦系數(shù)沿嚙合線呈多峰值變化。在節(jié)點(diǎn)嚙合時(shí)，摩擦系數(shù)達(dá)到 最低值;其最大值則出現(xiàn)在單、雙齒嚙合轉(zhuǎn)折點(diǎn)。此結(jié)論與前 人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)吻合〔‘”。這從一個(gè)側(cè)面反映了本計(jì)算方法的 正確性和研究結(jié)果的可信性。 本文的不足之處在于: 1、木文未考慮齒輪傳動(dòng)中的非穩(wěn)態(tài)性及潤(rùn)滑油的非牛頓性等 因素; 2、缺乏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【圖文】：

中心膜厚隨油膠比娜交化曲級(jí)圈

荷由流體動(dòng)壓力形成的油膜承擔(dān)，沒有微峰接觸的影響，因此隨著油膜比厚的變化，油膜形狀幾乎沒有變化，此時(shí)為全膜潤(rùn)滑狀態(tài)下的油膜厚度。(c)圖4一5、4一6和4一7分別顯示了輪齒在節(jié)點(diǎn)處嚙合時(shí)潤(rùn)滑油膜形狀、
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號(hào)】：TH132.4

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 董立春;凹坑型仿生形態(tài)汽車齒輪耐磨性能試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];吉林大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2621232