基于热弹流的滤波减速器转臂轴承润滑性能分析

由于载荷、接触几何、粗糙表面、热效应等因素的影响,分析不同工作条件下滤波减速器转臂轴承工作界面润滑状态较为困难,为了研究转臂轴承润滑性能,本文建立了转臂轴承的热弹流混合润滑模型。以静力学和运动学建立滤波减速器转臂轴承(球滚动体-滚动轴承）力学模型,结合点接触热弹流混合润滑理论建立轴承热弹流润滑模型,使用离散卷积快速傅里叶变换方法求解弹性变形和表面温升,使用有限差分法求解雷诺方程和能量方程,分析轴承接触副物理尺寸、载荷、卷吸速度和接触副粗糙表面等外部工况对轴承润滑特性以及表面下应力的影响。从数值模拟结果中可以看出：较大滚动体半径有益于轴承润滑油膜形成,提高轴承的承载能力;不同的机械加工表面下接触副平均膜厚和温度随转速和滑滚比变化趋势相同;轴承接触副润滑状态从混合润滑进入全膜润滑状态,油膜内最大温升先减小后增大;提高机械加工表面光洁度有利于提高转臂轴承润滑状态,减小最大表面下应力,提高表面接触强度。本文建立的转臂轴承热弹流混合润滑模型可以模拟接触和流体动压润滑同时存在的混合润滑状态,可以反映转臂轴承在各种工作条件下润滑性能,可以进一步判断其工作效率和使用寿命。     

基于等温弹流润滑理论的滚珠丝杠副摩擦机理研究

针对滚珠丝杠副在低转速状态存在混合润滑导致丝杠滚道加速磨损的问题,基于等温弹流润滑理论建立了滚珠丝杠副弹流润滑接触模型研究滚珠与滚道间的摩擦机理和磨损形式.首先基于Frenet-Serret坐标转换方法建立丝杠与螺母的滚道曲面几何模型.其次基于Reynolds方程建立了滚珠丝杠副弹流润滑接触模型,求解了润滑油膜接触压力分布、油膜厚度分布和微凸体接触压力分布.最后从微观角度阐明了滚珠丝杠副的摩擦机理,其摩擦因数由微凸体接触摩擦因数和油膜润滑摩擦因数组成.实验结果表明：在低转速阶段丝杠滚道的磨损方式为黏着磨损和磨粒磨损,且模拟的摩擦因数曲线趋势和经典的Stribeck摩擦曲线趋势吻合较好,根据实测摩擦力矩准确识别了不同转速下滚珠丝杠副的摩擦因数和润滑状态.     

线接触部分热弹性流体动力润滑的研究

重载工况条件下的点、线接触机械零件如齿轮、滚动轴承和凸轮及其从动件的设计和选用越来越依赖于弹流及部分弹流理论这些现代润滑理论的支持。由于现代机械传动装置日益向着大功率、高速度方向发展，为了提供适用于重载、高温、高速工况下的润滑分析方法，本文对重载工况下线接触部分热弹流问题进行了研究并获得了相应的数值结果，求得了不同工况条件和不同表面形貌条件下的流体动压力和粗糙接触压力分布、名义油膜厚度分布、润滑油和固体表面的温度分布以摩擦拖曳力，揭示了重载线接触部分热弹流润滑特性。     

СТ“非汉字符号”织机中凸轮、滚轮副磨损的数学模型

对俄罗斯产CT系列织机中的传动装置———凸轮、滚轮副磨损的因素进行了分析 ,并在实验数据的基础上 ,运用相似理论和量纲分析的方法 ,建立了凸轮、滚轮副磨损的数学模型 .该数学模型较准确地描述了凸轮、滚轮副工作表面磨损量的变化 .如果作用于其上的载荷分布图和沿凸轮轴转角方向产生滑动的程度已知 ,可以用于预测凸轮、滚轮副在任何状态下和工作循环数时的磨损量 .     

乏油工况下圆柱滚子线接触弹流润滑分析

建立了圆柱滚子在乏油工况下的线接触弹流润滑模型，并运用多重网格法计算得到线接触弹流润滑的压力和膜厚分布，研究乏油工况下供油膜厚、黏度等参数变化对弹流润滑特性的影响。模拟结果表明：增加供油膜厚，弹流润滑的膜厚增大且伴有颈缩现象，润滑压力在接触区近似为Hertz分布；黏度对压力影响较小，但对油膜厚度影响较大，随着黏度增加，油膜厚度减小；随着乏油情况的改善，接触区润滑膜厚增大，压力出现二次峰值，但供油量达到一定程度后润滑效果不再增强。     

CTБ织机中凸轮、滚轮副磨损的数学模型

对俄罗斯产CTБ系列织机中的传动装置－－凸轮、滚轮副磨损的因素进行了分析,并在实验数据的基础上,运用相似理论和量纲分析的方法,建立了凸轮、滚轮副磨损的数学模型,该数学模型较准确地描述了凸轮、滚轮副工作表面磨损量的变化,如果作用于其上的载荷分布图和沿凸轮轴转角方向产生滑动的程度已知,可以用于预测凸轮、滚轮副在任何状态下和工作循环数时的磨损量。     

表面织构对高速插针机构导轨的表面摩擦性能影响

以插针机中具有表面织构的导轨摩擦副为研究对象,考虑表面粗糙度、载荷波动、速度变化、时变油膜挤压效应等因素,分析表面织构对其摩擦性能的影响。应用计算机模拟生成具有自相关函数的粗糙表面,将Greenwood和Tipp建立的粗糙度接触模型以及Patir和Cheng修正后的平均油膜流体润滑模型耦合构建混合摩擦模型,通过MATLAB软件计算出凸轮的1个转动周期内的每个时刻的油膜压力、微凸体压力、油膜厚度。分析了混合润滑阶段摩擦副的油膜压力分布特点,以及织构数量、表面粗糙度、表面织构尺寸参数对摩擦副润滑特性的影响。结果表明：当底座摩擦副粗糙度方差增大时,油膜压力随之减小;微型凹坑半径取60μm,面积占有比取40%,微型凹坑深度取5μm时摩擦副取得最优润滑效果。     

内燃机缸套-活塞环弹流润滑数值分析

建立了内燃机缸套-活塞环弹流润滑数学模型,在模型中综合考虑了润滑油的变粘度效应、变密度效应、缸套-活塞环的弹性变形效应、表面粗糙度效应、活塞横向运动所产生的侧向力载荷等因素.应用先进的弹流润滑数值求解方法——多重网格法,编制了求解和仿真程序.通过该程序,可以得到内燃机缸套-活塞环弹流润滑特性以及各因素对弹流润滑特性的影响,为内燃机的优化设计及摩擦磨损预测奠定了基础.     

线接触部分弹性流体动力润滑的研究

本文获得了中轻载及重载工况下粗糙表面间的等温部分弹流线接触问题的完全数值解,求得了在有表面粗糙影响的条件下,线接触润滑的流体动压力和粗糙度接触压力、油膜厚度以及接触载荷,并且研究了粗糙度及其纹理方向对线接触弹流润滑中的接触载荷、中心膜厚、最小膜厚以及二次压力峰的大小和位置的影响,同时也研究了部分弹流润滑条件下,各种工况参数变化对润滑性态的影响。     

非牛顿作椭圆接触弹性流体动力润滑分析

本文研究名义点接触非牛顿体等温弹流润滑问题．分析接触体曲率半径、表面卷吸速度、接触点法向载荷和润滑剂极限剪应力系数对弹流润滑油膜厚度的影响．接触体表面油层的剪应力分布揭示了弹流牵引力机理．     

非牛顿体椭圆接触弹性流体动力润滑分析

本文研究名义点接触非牛顿体等温弹流润滑问题。分析接触体曲率半径、表面卷吸速度、接触点法向载荷和润滑剂极限剪应力系数对弹流润滑油膜厚度的影响。接触体表面油层的剪应力分布揭示了弹流牵引力机理。     

滚滑接触非牛顿炸弹流润滑热效应分析

机械系统中广泛存在滚滑点接触副，本文用非牛顿体弹流理论分析这种问题的润滑机理．通过数值模拟得到了三维弹流润滑接触区内的压力分布、油膜厚度分布和剪应力；进一步研究剪切发热和润滑剂压缩性发热得到三维温度分布．最高温升发生在高压区，且偏向导热系数小的一侧．接触零件表面和油膜中的温度分布研究结果为机械零件的抗胶合设计提供理论依据．     

混合润滑状态下齿轮接触刚度

为研究混合润滑状态下齿轮的接触刚度,提出了一种计算齿轮接触刚度的方法。首先计算出齿轮啮合过程中运动参数和受力情况,然后采用混合弹流润滑方法求解得到不同时刻粗糙齿面啮合处的膜厚与压力分布,将结果代入接触刚度计算式,得到不同时刻齿轮啮合的接触刚度。讨论了不同工况对齿轮啮合接触刚度的影响,并将光滑表面接触刚度与粗糙表面接触刚度进行了对比。结果表明:转速和载荷对接触刚度影响很大,速度越快,接触刚度越小;载荷越大,接触刚度越大。     

考虑中介轴承弹流润滑时双转子系统振动特性

为研究中介轴承在弹流润滑作用时双转子系统的非线性振动特性,针对航空发动机双转子系统,根据弹流润滑理论和转子动力学理论,建立中介轴承弹流润滑接触模型和中介轴承-双转子系统模型.采用数值仿真方法获得系统动力学特性,对比分析了考虑弹流润滑作用和忽略弹流润滑作用两种工况下,双转子系统的幅频响应特征,并比较了中介轴承赫兹接触刚度...     

柱塞泵柱塞密封摩擦副润滑状态分析

根据流体动压润滑理论，对柱塞泵柱塞密封摩擦副的润滑机理进行了理论分析，即在泵的排出行程由强制性润滑油润滑，泵的吸人行程由工作介质润滑；并利用最小油膜厚度的计算公式，对摩擦副的润滑状态进行TN断。模拟计算表明，在柱塞往复运动周期内，摩擦副处于干、混合摩擦状态，工作介质和强制润滑油可改善润滑状态，且润滑油的选择也是至关重要的。     

轴向柱塞泵平面配流副的摩擦转矩特性试验研究

为研究配流机构工况参数对摩擦转矩的影响,根据轴向柱塞泵配流机构的受力特点,给出配流盘与缸体转子之间固体或边界润滑、全空间油膜润滑状态下的摩擦转矩构成及相应的理论计算.在不同油膜厚度、配流副转速下实测配流副的摩擦转矩变化,结合缸体转动周期讨论摩擦转矩变化过程及与配流副磨损形式的对应关系.结果表明,载荷是配流副摩擦转矩变化的根本因素;配流副正常磨损通常表现为配流盘吸油槽与压油槽间的不均匀磨损;油膜厚度对摩擦转矩的影响显著,但并不是单调反比例关系,5 μm的油膜厚度引起近10%的摩擦功率损失.由配流副摩擦转矩的实测及与理论计算的对比,得出配流副摩擦转矩造成的整泵机械功率损失.     

分形粗糙面的主轴承弹流脂润滑分析

为探究弹性流体动压润滑(弹流润滑)状态下RV减速器主轴承接触表面之间的润滑特性,基于润滑脂的非牛顿特性以及粗糙表面分形理论,提出一种主轴承的点接触弹流脂润滑数值模型。首先,对该模型进行数值求解,得到脂膜压力、脂膜厚度的分布规律;然后,将其分别与其他点接触弹流润滑模型的数值结果和实验结果进行对比,验证了所建模型的正确性;最后,分析了主轴承表面光滑和粗糙状态下流变指数、分形维数、卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对润滑性能的影响。结果表明:润滑脂的非牛顿性越明显,脂膜厚度越小且颈缩现象愈加不明显,接触区附近脂膜压力越符合赫兹压力分布,二次压力峰逐渐消失;考虑主轴承分形粗糙表面的弹流润滑特征更切合实际,增大分形维数,接触区真实接触面积增大,有利于降低脂膜压力,增加脂膜厚度;卷吸速度、载荷和润滑脂黏度对脂膜厚度分布的影响显著,对脂膜压力分布的影响较小;脂膜厚度以及最小膜厚越大,主轴承接触区脂膜不易破坏且越容易形成动压润滑。     

计及摩擦的多状态啮合渐开线直齿轮系统动力学建模分析

建立计及摩擦影响的多状态啮合渐开线直齿轮传动系统动力学模型。考虑弹流润滑、混合润滑及干摩擦的摩擦模型,基于渐开线直齿轮传动的啮合原理和轮齿受力情况,分段处理齿轮传动系统的啮合状态,并推导系统在齿面啮合、轮齿脱啮以及齿背啮合工作状态下的动力学方程。数值研究不同摩擦模型对系统动态啮合力和运动轨迹的影响规律。发现不同的摩擦模型对动态啮合力振动幅值的影响程度不同,而对运动轨迹的影响与齿面、齿背冲击有关,无齿面、齿背冲击时其对运动轨迹的影响较大,发生齿面、齿背冲击时其对运动轨迹的影响较小。通过定义3种不同的Poincaré映射,分析了载荷变化对系统啮合状态的影响规律。发现载荷较大时系统为齿面啮合状态;随着载荷减小,周期性的轮齿脱啮现象被发现;当载荷较小时,系统出现了周期性的轮齿脱啮和齿背啮合现象,引起轮齿间的冲击振动。     

摆动活齿传动弹流润滑的数值计算及分析

应用弹性流体动力润滑理论，建立了摆动活齿传动弹流润滑的基本方程。提出了摆动活齿传动弹流润滑问题的数值求解方法。计算实例表明：摆动活齿传动弹流润滑计算公式和数值计算方法是正确有效的；润滑油膜厚度随载荷增大而减小，随综合曲率半径增大而增大，随卷吸速度增大而增大；活齿与内齿圈啮合副油膜厚度的变化规律是：前半个啮合周期内油膜由厚变薄，后半个啮合周期内油膜由薄变厚，在拐点附近油膜最薄。在拐点附近易产生疲劳点蚀和磨损。弹流润滑研究的结果为摆动活齿传动的摩擦学设计提供了理论依据。     

滚滑接触非牛顿体弹流润滑热效应分析

机械系统中广泛存在滚滑点接触副，本文用非牛顿体弹流理论分析这种问题的润滑机理，通过数值模拟得到了三维弹流润滑接触区的内的压力分布，油膜厚度分布和剪应力；进一步研究剪切发热和润滑剂压缩性发热得到三维温度分布。