本文關(guān)鍵詞：基于有限長線接觸斜齒輪熱彈性流體動力潤滑研究　出處：《重慶大學(xué)》2013年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 斜齒輪 彈流潤滑 熱效應(yīng) Ree-Eyring Power-Law 粗糙度

【摘要】：課題來源于國家“十二五”科技支撐計劃資助項目“齒輪箱輕量化關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用(2011BAF09B07)”和“7MW級風(fēng)電齒輪箱及主軸軸承產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究(2012BAA01B05)”。 潤滑失效是齒輪傳動失效的主要方式之一，油膜破裂導(dǎo)致金屬固體直接接觸，產(chǎn)生局部高溫，容易形成齒面磨損、膠合等失效形式。目前齒輪設(shè)計主要還是基于Hertz接觸理論的經(jīng)典力學(xué)設(shè)計，隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展，齒輪傳動正朝著高速、重載方向發(fā)展，現(xiàn)有設(shè)計理論和方法已難以滿足實際需要。將齒輪的摩擦、磨損及潤滑問題，同齒輪設(shè)計進(jìn)行有機(jī)結(jié)合是齒輪設(shè)計的發(fā)展方向。論文以斜齒輪為研究對象，基于有限長線接觸模型，開展其非牛頓流體熱彈流潤滑特性分析，為齒輪參數(shù)設(shè)計提供摩擦學(xué)理論依據(jù)，具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。 論文主要內(nèi)容如下： ①有限長線接觸彈流潤滑基礎(chǔ)理論。將二維點接觸彈流潤滑算法運用到有限長線接觸彈流潤滑模型的計算，研究熱效應(yīng)、非牛頓特性及工況變化對潤滑壓力、膜厚、溫度及摩擦系數(shù)等潤滑特性的影響，提出穩(wěn)定、高效的有限長線接觸數(shù)值算法，為斜齒輪潤滑分析奠定基礎(chǔ)。 ②斜齒輪經(jīng)典彈流潤滑分析。針對斜齒輪嚙合特點將其等效為兩個反向圓錐接觸的潤滑模型，得到嚙合過程中接觸齒對等效曲率半徑、卷吸速度、滑滾比及載荷等參數(shù)；研究牛頓流體和等溫條件下嚙合過程中潤滑壓力、膜厚等參數(shù)變化規(guī)律和載荷、轉(zhuǎn)速變化對潤滑特性影響。 ③斜齒輪非牛頓熱彈流潤滑研究。分別考慮熱效應(yīng)與流體非牛頓特性對斜齒輪潤滑特性影響，選取Ree-Eyring和Power-law流體進(jìn)行分析，，討論特征剪切應(yīng)力和流體指數(shù)對潤滑油膜壓力、膜厚及溫度等影響，分析非牛頓和熱效應(yīng)對斜齒輪嚙合過程潤滑參數(shù)影響。 ④幾何參數(shù)與工況變化對斜齒輪潤滑特性影響。討論斜齒輪幾何設(shè)計參數(shù)對潤滑特性影響，研究不同流體下，載荷與轉(zhuǎn)速變化對斜齒輪潤滑特性影響。 ⑤采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)方法建立粗糙度表面的斜齒輪微觀彈流潤滑模型，討論粗糙度幅值、波長及工況變化對斜齒輪接觸潤滑特性影響。
[Abstract]:The research and application of the key technology of gearbox lightweight from the "12th Five-Year Plan" supported by the National Science and Technology support Program (2011BAF09B07). Research on key Technology of industrialization of Gearbox and Spindle bearing of 7 MW Wind Power system (2012BAA01B05). Lubrication failure is one of the main ways of gear transmission failure. Oil film rupture leads to direct contact of metal solids, resulting in local high temperature, easy to form tooth surface wear. At present, the gear design is mainly based on the classical mechanical design of Hertz contact theory. With the development of modern industry, gear transmission is developing towards high speed and heavy load. The existing design theories and methods have been difficult to meet the actual needs. It is the development direction of gear design to combine the friction, wear and lubrication of gear with gear design. This paper takes helical gear as the research object. Based on the finite length linear contact model, the thermal elastohydrodynamic lubrication characteristics of non-Newtonian fluids are analyzed, which provides a tribological basis for the design of gear parameters, which has important theoretical significance and practical application value. The main contents of the thesis are as follows: 1 basic theory of finite line contact elastohydrodynamic lubrication. The two-dimensional point contact elastohydrodynamic lubrication algorithm is applied to the calculation of finite length contact elastohydrodynamic lubrication model to study the thermal effect, non-Newtonian characteristics and the variation of working conditions on the lubrication pressure. Based on the influence of film thickness, temperature and friction coefficient, a stable and efficient numerical algorithm of finite line contact is proposed, which lays a foundation for the lubrication analysis of helical gears. (2) Analysis of classical elastohydrodynamic lubrication of helical gears. According to the meshing characteristics of helical gears, the equivalent curvature radius and entrainment velocity of contact teeth are obtained by equivalent lubrication model of two reverse cone contacts. Sliding ratio, load and other parameters; The influence of lubrication pressure, film thickness, load and rotational speed on the lubrication characteristics during the meshing process of Newtonian fluid and isothermal condition were studied. 3Research on non-Newtonian thermo-elastohydrodynamic lubrication of helical gears. The effects of heat effect and fluid non-Newtonian characteristics on the lubrication characteristics of helical gears are considered respectively. The effects of characteristic shear stress and fluid index on film pressure, film thickness and temperature of lubricating oil were analyzed by using Ree-Eyring and Power-law fluids. The effects of non-Newtonian and thermal effects on the lubrication parameters of helical gears during meshing are analyzed. The influence of geometric parameters and operating conditions on the lubrication characteristics of helical gears is discussed. The effects of geometric design parameters on the lubrication characteristics of helical gears are discussed, and the effects of load and rotational speed on the lubrication characteristics of helical gears are studied under different fluid conditions. (5) the quasi-steady state method is used to establish the micro elastohydrodynamic lubrication model of helical gears with roughness surface. The effects of roughness amplitude, wavelength and operating conditions on the contact lubrication characteristics of helical gears are discussed.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH132.41

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本文編號：1409446