人字齒輪具有傳動(dòng)平穩(wěn)、承載能力大、軸向力小等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空燃?xì)廨啓C(jī)的減速器、大型起重機(jī)構(gòu)和船舶動(dòng)力系統(tǒng)的核心傳動(dòng)部件。隨著齒輪傳動(dòng)向高速、重載、精密化發(fā)展,提高潤(rùn)滑性能,減小齒面摩擦磨損的研究得到了越來越多的重視。本文以修形人字齒輪傳動(dòng)為研究對(duì)象,基于Ree-Eyring非牛頓熱彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論,考慮輪齒的修形,建立了人字齒輪點(diǎn)接觸熱彈流潤(rùn)滑模型,求解出該模型的完全數(shù)值解。主要研究?jī)?nèi)容有:(1)點(diǎn)接觸熱彈流潤(rùn)滑模型�；诙嘀鼐W(wǎng)格法求解油膜壓力,采用逐列掃描法求解溫度;分析了載荷、卷吸速度、橢圓比和滑滾比對(duì)點(diǎn)接觸熱彈流的影響。結(jié)果表明,載荷和卷吸速度對(duì)點(diǎn)接觸熱彈流的影響較大,滑滾比對(duì)油膜溫升影響顯著。另外,點(diǎn)接觸熱彈流問題中,非牛頓效應(yīng)主要體現(xiàn)在對(duì)油膜溫度和剪應(yīng)力的影響。多數(shù)情況下,牛頓流體的油膜溫度和剪應(yīng)力高于非牛頓流體的。(2)修形人字齒輪的熱彈流潤(rùn)滑特性。根據(jù)人字齒輪傳動(dòng)嚙合特性計(jì)算接觸參數(shù),并將點(diǎn)接觸熱彈流模型應(yīng)用于修形人字齒輪傳動(dòng)。分析了接觸載荷、接觸線長(zhǎng)、卷吸速度、曲率半徑和滑滾比沿齒輪嚙合線的分布。研究了人字齒輪的工作參數(shù)、幾何參數(shù)及輪齒修形對(duì)潤(rùn)滑特性的影響。結(jié)果顯示,合理的選擇幾何參數(shù)和工作參數(shù),可以改善齒輪的潤(rùn)滑特性。(3)點(diǎn)接觸瞬態(tài)熱彈流模型。對(duì)比分析人字齒輪在單嚙合周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)彈流解和瞬態(tài)彈流解。分析油膜中心壓力、中心膜厚、中心溫升和摩擦系數(shù)的變化規(guī)律,研究輸入轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速對(duì)瞬態(tài)熱彈流解的影響。結(jié)果表明,穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱彈流解存在較大差異,且瞬態(tài)彈流解更為準(zhǔn)確。轉(zhuǎn)速增大,膜厚和溫升顯著增大,摩擦系數(shù)明顯減小。輸入轉(zhuǎn)矩的增大會(huì)導(dǎo)致油膜壓力、溫升和摩擦系數(shù)增大。(4)粗糙齒面人字齒輪的瞬態(tài)熱彈流模型。分析粗糙度紋理、幅值和波長(zhǎng)對(duì)人字齒輪瞬態(tài)熱彈流的影響。結(jié)果顯示,粗糙齒面的中心膜厚明顯小于光滑齒面的,壓力和膜厚通常會(huì)隨著粗糙度紋理改變而變化,粗糙度幅值和波長(zhǎng)增大均會(huì)導(dǎo)致油膜厚度減小。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TH123
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 齒輪傳動(dòng)彈流潤(rùn)滑研究現(xiàn)狀
        1.2.1 彈流潤(rùn)滑理論發(fā)展
        1.2.2 彈流潤(rùn)滑數(shù)值方法
        1.2.3 彈流潤(rùn)滑在齒輪傳動(dòng)的應(yīng)用
    1.3 課題來源及主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本章小結(jié)
第2章 點(diǎn)接觸熱彈流潤(rùn)滑數(shù)值計(jì)算
    2.1 點(diǎn)接觸熱彈流數(shù)值計(jì)算方法
        2.1.1 基本方程
        2.1.2 壓力場(chǎng)求解
        2.1.3 溫度場(chǎng)求解
    2.2 點(diǎn)接觸熱彈流參數(shù)分析
        2.2.1 工況參數(shù)對(duì)熱彈流的影響
        2.2.2 幾何參數(shù)對(duì)熱彈流的影響
    2.3 非牛頓流體點(diǎn)接觸熱彈流
        2.3.1 數(shù)值求解
        2.3.2 非牛頓效應(yīng)
        2.3.3 滑滾比的影響
    2.4 本章小結(jié)
第3章 修形人字齒輪的點(diǎn)接觸熱彈流潤(rùn)滑
    3.1 修形人字齒輪彈流潤(rùn)滑模型
        3.1.1 接觸線長(zhǎng)和載荷
        3.1.2 等效曲率半徑
    3.2 修形人字齒輪的熱彈流參數(shù)分析
        3.2.1 幾何參數(shù)的影響
        3.2.2 工作參數(shù)的影響
    3.3 修形對(duì)齒輪彈流潤(rùn)滑特性的影響
        3.3.1 齒頂修形
        3.3.2 鼓形修形
    3.4 本章小結(jié)
第4章 人字齒輪瞬態(tài)熱彈流數(shù)值計(jì)算
    4.1 點(diǎn)接觸瞬態(tài)熱彈流
        4.1.1 控制方程
        4.1.2 數(shù)值求解
        4.1.3 計(jì)算結(jié)果
    4.2 人字齒輪瞬態(tài)熱彈流
        4.2.1 瞬態(tài)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)結(jié)果對(duì)比
        4.2.2 參數(shù)分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 粗糙齒面的人字齒輪瞬態(tài)熱彈流
    5.1 齒面粗糙度
    5.2 粗糙齒面的瞬態(tài)熱彈流數(shù)值計(jì)算
        5.2.1 控制方程的求解
        5.2.2 潤(rùn)滑特性的分析
    5.3 粗糙度對(duì)人字齒輪瞬態(tài)熱彈流的影響
        5.3.1 粗糙紋理的影響
        5.3.2 粗糙度幅值的影響
        5.3.3 粗糙度波長(zhǎng)的影響
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A （攻讀學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文發(fā)表及項(xiàng)目研究情況）

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