等温点接触弹流润滑典型特征的数值分析

随着航空制造业的发展,对润滑技术及润滑理论研究提出了更高的要求.点接触弹流润滑广泛存在于滚动轴承等高副接触的零件中.润滑本身的工况十分复杂,实际上是润滑、接触和磨损的耦合.研究点接触弹流润滑,对研究摩擦副的润滑状态,提高其润滑能力具有重要的理论意义和实用价值.采用多重网格技术,运用Fortran语言编制相应的计算程序,...     

非对称聚合物行星齿轮瞬态弹流润滑分析

为满足机械结构紧凑化、轻量化要求,在行星齿轮传动系统中可应用非对称聚合物齿轮。为研究非对称聚合物行星齿轮传动中内啮合轮齿的瞬态弹流润滑性能,建立非对称聚合物行星齿轮内啮合传动的润滑模型,采用多重网格法进行了数值求解与仿真分析;对比分析了行星齿轮内啮合与外啮合几何参数的异同,探讨了齿轮运行工况以及齿轮副材料对非对称聚合物行星齿轮瞬态弹流润滑的影响;考虑热效应的影响,探究了非对称聚合物行星齿轮内啮合最高温升与3个特殊瞬时啮合点的温度分布变化规律,对比分析了等温与热弹流润滑条件下不同齿轮材料的弹流润滑性能。结果表明,由于传动啮合方式的不同,行星齿轮内啮合的几何参数不同于外啮合,齿轮转速和载荷对弹流润滑效果影响显著;使用非对称聚合物齿轮可提高齿轮承载能力和改善齿轮的等温弹流润滑性能;但高温重载时聚合物齿轮材料影响轮齿强度和散热效果,非对称聚合物行星齿轮更适于在低温低速环境中应用。     

倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动热弹流润滑分析

为了改善蜗杆传动副的润滑性能和抗胶合能力,提高其传动效率,在弹性流体动压润滑理论和倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动啮合特点研究的基础上,建立了倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动的线接触弹流润滑模型;基于Ree-Eyring流体线接触弹流润滑膜的数学模型,分析传动过程中等温最小油膜厚度及热弹流润滑最小油膜厚度的分布规律,分析了滚柱半径、滚柱偏距、喉径系数及倾斜角对热弹流润滑最小油膜厚度的影响。分析结果表明,倾斜式双滚子包络环面蜗杆传动具有更好的润滑性能;滚柱半径和喉径系数对传动副的润滑性能影响最大,为了使该传动副保持较好的润滑性能,其滚柱半径不宜过大,滚柱偏距和喉径系数不宜过小。     

波动表面的等温弹流润滑分析

对具有波动表面的弹流润滑问题建立了数学模型,得到一种普遍的波动表面的点接触非稳态弹流数值算法.以准稳态解为初始条件,逐个周期求出了波动表面的等温牛顿流体弹流润滑的数值解,研究了两接触表面均带横向或纵向粗糙度的等温弹流润滑问题,分析了粗糙峰对压力和膜厚的时变影响,对比了接触表面带不同粗糙度的润滑性能,讨论了幅值和波长对压力和膜厚的影响.结果表明:接触区两表面的粗糙峰的叠加将产生更高的局部压力峰,膜厚变薄,粗糙峰的振幅越大,波长越短,对点接触弹流润滑越不利.     

点接触弹流润滑条件下表面弹性变形研究

为研究弹流润滑条件下点接触表面变形及其对表面性能的影响,采用激光微织构法制备了一组不同形貌参数的滚动轴承滚道表面试件,基于表面频谱分析和弹流润滑快速算法（幅值缩减法）分析了试件在不同工况参数下的弹性变形。使用ISO 25178三维形貌参数体系对变形前后表面进行表征,研究了点接触弹流润滑状态下表面形貌的弹性变形与载荷、转速的关系。研究结果表明,弹流接触使表面形貌发生显著的弹性变形,载荷、转速等工况参数对变形量影响较大,表面弹性变形使得形貌参数发生显著变化。     

弹性流体动力润滑(一)

《弹性流体动力润滑》这门学科是润滑学领域中,近代最显著的成就之一。它的主要特点是既考虑流体动力润滑作用,又考虑被润滑面的弹性变形。它研究的主要对象是名义上的线接触和点接触的润滑(如齿轮传动、滚动轴承和凸轮机构等)。它对于从事机械和润滑的科技人员是很有用的。本文共分:绪论;弹流理论的基本方程;线接触全膜弹流理论;点接触全膜弹流理论;部份膜弹流简介;弹流的测试;弹流理论的应用等七部份。     

涂层材料热特性参数对点接触弹流润滑的影响

为探究涂层材料热特性参数对点接触弹流润滑的影响,选择3种不同方法制备的类金刚石（DLC）涂层和氧化锆陶瓷涂层,构建考虑涂层热特性的点接触弹流润滑模型,分析涂层材料、涂层厚度和润滑剂的流变性对接触区润滑性能的影响。结果表明：在弹流润滑状态下具有不同热特性的4种表面涂层导致了膜厚的差异,固体表面温度及润滑区温度场会随涂层热惯性变化;热惯性最小的DLC涂层加在快速运动表面能获得更高的膜厚;随着涂层厚度的增加,会引起固体表面的温度升高,使摩擦因数降低;非牛顿流体对压力、膜厚的影响很小,但与牛顿流体相比,能获得相对较低的温度。在弹流润滑状态下,涂层覆在快表面对于减小摩擦、提高膜厚是有益的。     

滚柱包络环面蜗杆传动弹流润滑特性分析

为了研究滚柱包络环面蜗杆传动的弹流润滑特性,在滚柱包络环面蜗杆传动啮合理论研究和弹性流体动力润滑理论的基础上,建立了线接触等温弹流润滑数学模型。利用直接迭代法对传动副的弹流润滑进行求解,得到了传动副的油膜压力和油膜厚度曲线,分析了传动副在齿根圆、分度圆、齿顶圆处的弹流润滑特性,最后,分析了喉径系数和滚柱半径对滚柱包络环面蜗杆传动润滑特性的影响。结果表明,该传动副具有良好的润滑特性,增大喉径系数和滚柱半径,能够有效改善传动副的润滑性能。     

限制间隙条件下的点接触EHL特性分析

在经典的弹性流体动力润滑理论中,两接触体处于开放的空间中,其相对位置由施加的外载决定,即油膜压力的计算要满足载荷平衡条件。而当弹流润滑发生在限制空间中时,如滚动轴承中的润滑,接触体的相对位置受系统的约束,传统弹流理论并不能用于该工况下的润滑特性预测。本文对限制间隙条件下等温点接触弹流润滑问题进行了数值分析,研究了速度参数、材料参数和刚性间隙H00对油膜厚度和承载力影响。根据计算结果,回归出新的承载力以及膜厚计算公式。另外,对限制间隙条件下的润滑油膜特性进行了试验观察,将结果与数值分析进行了对比。     

变位系数对直齿轮弹流润滑的影响

运用齿轮弹流润滑稳态等温线接触数学模型,对渐开线变位直齿轮进行弹流润滑数值分析;计算并分析正传动和负传动2种工况下变位齿轮的弹流润滑状态,并与标准齿轮传动计算结果进行比较;讨论正传动工况下,变位系数对齿轮弹流润滑的影响。结果表明,稳态等温条件下,齿轮的变位对油膜压力影响不大,而正传动工况下,随变位系数的增大膜厚增大,在负传动工况下,随变位系数的增大膜厚变薄。     

基于微观弹流润滑的滚动轴承相对疲劳寿命分析

为了研究微观弹流润滑条件下粗糙表面的表征参数对滚动轴承相对疲劳寿命的影响,采用二维数字滤波方法生成了三维的随机粗糙表面,使用多重网格法求解了考虑三维随机粗糙表面的等温弹流润滑的表面力场,使用ANSYS求解了次表面应力场,以滚动轴承的单个接触副为研究对象,基于Zaresky的应力寿命模型,在弹流润滑的工况下,研究了粗糙表面的均方根值,偏度,峰度及纹理对滚动轴承相对疲劳寿命的影响。研究得到了在弹流润滑工况下均方根值、偏度、峰度及纹理与滚动轴承相对疲劳寿命的关系曲线,可为考虑粗糙表面特性时滚动轴承寿命的修正提供参考。     

基于多重网格法的超高速电主轴轴承内部润滑状态分析

本文以超高速电主轴内部主轴轴承为研究对象,基于稳态等温点接触弹流润滑理论,采用多重网格法,对超高速时在不同工况和几何参数等条件下主轴轴承内部的弹流油膜状态进行了分析计算,得出了速度、预载荷等工况条件和接触角、套圈沟曲率半径系数、材料参数等对轴承内部球滚动体与套圈滚道之间润滑状态的影响结果。     

谐波齿轮传动中柔轮与波发生器之间的润滑计算

将弹性流体动压润滑理论应用到谐波齿轮传动中,针对柔轮和具有柔性滚动轴承的凸轮式波发生器之间的工作状态进行研究,建立了柔性滚动轴承的润滑参数和弹流的计算公式并进行了实例计算,采用其它波发生器时的润滑计算方法推导与此相似,为谐波齿轮传动润滑状态的分析奠定了基础。     

等温弹流润滑点接触问题有限元解法

弹流润滑点接触问题数值解大多采用有限差分法对雷诺方程进行求解 ,本文采用有限元法对等温弹流润滑点接触问题进行探讨 ,采用直接法迭代得出给定工况下该问题的数值解包括油膜形状与接触区的压力分布。所用解法与结果可作为对弹流点接触问题数值解研究的补充与比较     

渐开线重载齿轮传动非牛顿流体热弹流润滑分析

建立渐开线重载齿轮传动的非牛顿流体热弹流润滑模型,分别采用多重网格法、多重网格积分法、逐列扫描法计算齿面压力分布、油膜厚度和齿面温度,分析润滑油黏度和齿轮转速对重载齿轮传动接触疲劳寿命的综合影响。结果表明:在润滑油黏度和齿面综合速度乘积固定不变的前提下,同时改变其中任一量对轮齿接触应力没有影响。     

等温条件下非牛顿流体的弹流特性分析

为研究弹流润滑的非牛顿效应,对稳态和时变条件下等温点接触牛顿流体与非牛顿流体的弹流特性差异进行分析。假设润滑剂为Ree-Eyring非牛顿流体,研究卷吸速度、滑滚比、最大赫兹接触压力以及特征剪应力对弹流润滑性能的影响,分析时变条件下非牛顿流体的弹流特性,并与牛顿流体进行比较。结果表明,等温、轻载工况下,速度的增加导致牛顿流体产生较为尖锐的第二压力峰,导致非牛顿流体的接触区入口膜厚增加,且滑滚比越大增加越明显;高速、大滑滚比条件下,载荷越轻非牛顿效应越明显;时变条件下,速度波动对牛顿流体和非牛顿流体都产生较大影响,非牛顿流体的第二压力峰在各个瞬时始终小于牛顿流体。因此,等温点接触弹流润滑条件下,动态效应和非牛顿效应不应忽视。     

变位斜齿轮的热弹流润滑数值分析

运用斜齿轮有限长线接触数学模型,对渐开线变位斜齿轮进行热弹流润滑数值分析;分析正变位、负变位、等变位3种变位系数下斜齿轮的热弹流润滑状态,计算不同变位系数下斜齿轮的油膜压力、膜厚及温升,并与标准斜齿轮传动计算结果进行比较。结果表明:热弹流润滑条件下,斜齿轮的变位对油膜压力影响不大,对膜厚有较大的影响;变位斜齿轮正传动时,随变位系数的增大,压力减小,膜厚增大;沿最长接触线时,与标准斜齿轮的传动相比,变位斜齿轮正变位系数下压力最小、膜厚最大、温度最低,因此,选择正变位系数更有利于斜齿轮的润滑。     

摆线针轮行星传动等温稳态弹流润滑分析

以弹流润滑理论为基础,利用多重网格法,计算摆线针轮行星传动机构啮合齿廓各点的压力分布以及最小油膜厚度,对该传动机构的等温稳态弹流润滑结果进行了分析讨论,为该机构的设计制造提供必要的理论依据。     

齿轮几何参数对齿轮传动弹流润滑性能的影响

本文采用热弹性流体动力润滑理论对渐开线直齿轮传动进行热弹流数值分析;计算分析了在给定传动比和中心距条件下,齿轮模数、齿数以及变位系数等几何参数对齿轮润滑性能的影响,获得了齿轮传动沿啮合线的中心油膜厚度、压力、温度以及轮齿表面摩擦系数等分布规律。     

行星锥盘无级变速器的弹性流体润滑设计

根据Hamrock B J ＆Dowson D的点接触弹流润滑（EHL）的设计理论,提出一种行星锥盘无级变速器EHL设计方法,推导出传动元件接触点的当量曲率半径和滚动速度的计算公式,分析了恒功率输出时变速器传动元件的受力,并作出相应的曲线。得出传动元件为点接触时接触区油膜厚度和膜厚比的变化规律。实例表明,选用Ub-1油,当传动比大于0．2时,膜厚比为5～7,传动元件在接触区处于弹流润滑状态。