發(fā)布時(shí)間：2020-07-31 19:27

【摘要】：齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由于可以實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)之間的相互轉(zhuǎn)換,在現(xiàn)代機(jī)械中被廣泛應(yīng)用。當(dāng)機(jī)構(gòu)承受大的載荷和大的滑動(dòng)速度時(shí),若潤滑不合理,齒輪和齒條表面容易產(chǎn)生磨損和膠合等失效行為。本文針對往復(fù)運(yùn)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu),建立了無限長線接觸彈流潤滑模型,求得了往復(fù)運(yùn)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)的熱彈流潤滑數(shù)值解,考慮的影響因素包括:嚙合點(diǎn)位置、模數(shù)、線角傳動(dòng)比等參數(shù),粗糙紋理形狀,載荷在嚙合周期內(nèi)變化,變位系數(shù),換向過程持續(xù)時(shí)間,換向過程在嚙合線內(nèi)所處位置等。(1)分析了不同參數(shù)對齒輪齒條機(jī)構(gòu)穩(wěn)態(tài)彈流潤滑數(shù)值解的影響,求解得到齒輪齒條機(jī)構(gòu)在不同參數(shù)影響下接觸區(qū)內(nèi)油膜壓力和膜厚的分布規(guī)律,包括嚙合點(diǎn)位置、模數(shù)、線角傳動(dòng)比等參數(shù)對機(jī)構(gòu)潤滑的影響,并比較了三種粗糙紋理對機(jī)構(gòu)接觸區(qū)油膜壓力、膜厚和溫度的影響。(2)考慮了單雙齒嚙合相互轉(zhuǎn)換時(shí)載荷隨時(shí)間的變化,計(jì)算了齒輪齒條機(jī)構(gòu)在一個(gè)嚙合周期內(nèi)的壓力和膜厚,討論了單雙齒交替嚙合載荷隨時(shí)間的變化和變位系數(shù)對機(jī)構(gòu)嚙合周期內(nèi)中心壓力、中心膜厚、最小膜厚和最高溫度的影響,以及不同嚙合點(diǎn)處接觸區(qū)內(nèi)油膜壓力和膜厚的變化規(guī)律。(3)考慮熱效應(yīng)、非牛頓效應(yīng)和載荷時(shí)變效應(yīng),將往復(fù)運(yùn)動(dòng)與單向運(yùn)動(dòng)的彈流潤滑狀況進(jìn)行比較,比較了一個(gè)嚙合周期內(nèi)中心壓力、中心膜厚、最小膜厚和最高溫度的變化,比較了換向點(diǎn)處與單向運(yùn)動(dòng)嚙合線上相同位置的接觸區(qū)壓力和膜厚;研究了載荷變化對往復(fù)運(yùn)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)一個(gè)嚙合周期內(nèi)中心壓力、中心膜厚、最小膜厚和最高溫度的影響,和載荷大小對換向點(diǎn)處接觸區(qū)內(nèi)壓力和膜厚的影響。(4)運(yùn)用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的非穩(wěn)態(tài)彈流潤滑模型,考慮了齒輪齒條傳動(dòng)過程中的載荷變化,在換向過程中考慮表面速度變化,討論了往復(fù)運(yùn)動(dòng)換向過程持續(xù)時(shí)間對齒輪齒條傳動(dòng)潤滑狀態(tài)的影響。計(jì)算了不同換向過程持續(xù)時(shí)間影響下一個(gè)嚙合周期上最小膜厚、最高溫度、中心壓力和中心膜厚的變化,以及換向過程不同瞬時(shí)接觸區(qū)壓力和膜厚分布。(5)在往復(fù)運(yùn)動(dòng)齒輪齒條機(jī)構(gòu)非穩(wěn)態(tài)彈流潤滑的基礎(chǔ)上,討論了齒輪齒條嚙合過程中,往復(fù)運(yùn)動(dòng)換向過程沿嚙合線上所處位置不同時(shí)對齒輪齒條傳動(dòng)潤滑狀態(tài)的影響。計(jì)算了換向過程在嚙合線上所處不同位置時(shí)一個(gè)嚙合周期上最小膜厚、最高溫度、中心壓力和中心膜厚的變化,以及對不同換向位置時(shí)換向過程中不同瞬時(shí)接觸區(qū)的膜厚進(jìn)行比較,以獲得對機(jī)構(gòu)潤滑較有利的換向位置。
【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】：2018
【分類號】：TH132.41
【圖文】：

第 1 章 緒論1.1 課題背景及意義1.1.1 課題的研究背景齒輪齒條傳動(dòng)被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代機(jī)械中，因?yàn)辇X輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)圓周運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)化，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡單，傳動(dòng)精度能達(dá)到高精度（可達(dá) 0.1mm），能夠?qū)崿F(xiàn)無限長度的對接延續(xù)，傳動(dòng)速度高等優(yōu)點(diǎn)，特別是在快速、精確定位機(jī)構(gòu)。然而，齒輪齒條機(jī)構(gòu)多為開式傳動(dòng)，往往被應(yīng)用于大載荷、工況惡劣的環(huán)境中，如果潤滑失效，機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)過程中容易產(chǎn)生大的傳動(dòng)噪音，大的磨損等，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)產(chǎn)生齒面膠合現(xiàn)象。產(chǎn)生膠合后，迅速擴(kuò)展，進(jìn)而導(dǎo)致齒面溫度升高，傳動(dòng)過程中產(chǎn)生動(dòng)載、噪聲等現(xiàn)象，使得輪齒遭到破壞，嚴(yán)重時(shí)甚至造成輪齒斷裂。圖 1-1 為齒輪齒條機(jī)構(gòu)不同失效形式圖。

- 5[31]圖1-2 不同載荷下潤滑油膜形狀隨滑滾比變化情況[31]2000年至今，楊沛然[35-36]等提出卷吸速度為0時(shí)，在一定條件下兩接觸表面之間也能夠產(chǎn)生潤滑油膜，此外還研究了高速極重載工況下彈流問題，指出高粘度和大的粘壓系數(shù)能增加油膜厚度的同時(shí)，也能使表面疲勞磨損加快；溫詩鑄[37]等考慮潤滑劑粘塑性，討論了速度和潤滑劑溫度不同時(shí)潤滑油膜承載能力的變化規(guī)律；Liu[38]等用有限長線接觸彈流潤滑模型，求解了圓柱滾子軸承傳動(dòng)過程中的最大壓力、最高溫度和最小膜厚，并比較了與等溫解之間的差異；孫浩洋[39]等對彈流反常溫度場的形成機(jī)理和影響因素做了探討

性能的試驗(yàn)臺，用表面粗糙度不同的三桿試驗(yàn)測定摩擦和泄漏，但薄膜厚度不準(zhǔn)確，無法區(qū)分混合潤滑和全膜潤滑；Nishikawa[69]等用光干涉實(shí)驗(yàn)技術(shù)觀察了往復(fù)運(yùn)動(dòng)純滑動(dòng)工況下接觸區(qū)內(nèi)的油膜形狀和油膜厚度，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)短行程和高頻率在乏油條件下會產(chǎn)生氣泡導(dǎo)致油膜破裂。2000 年以后，有關(guān)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的摩擦學(xué)研究開始逐漸增多。Dellis[70]等在往復(fù)式試驗(yàn)臺上觀察了往復(fù)式活塞環(huán)組件潤滑油膜的氣穴現(xiàn)象，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)潤滑油膜厚度對空化行為有重要的影響，空化行為反過來也會影響壓力分布，綜合理論分析與試驗(yàn)研究，對活塞環(huán)潤滑狀況有了更深的認(rèn)識；Wang[71-72]等研究了線接觸熱彈流潤滑問題，討論了頻率、行程長度和外加載荷等因素對膜厚、壓力的影響，此外還研究了短行程純滾動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的彈流潤滑問題，解釋了往復(fù)運(yùn)動(dòng)下油膜的一般變化、討論了供油充足和乏油條件時(shí)的摩擦特性，圖 1-3 為文中換向瞬時(shí)接觸區(qū)內(nèi)壓力分布和油膜形狀的理論計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)觀察結(jié)果；楊志強(qiáng)[73]等求解了線

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2776903