弹流理论及其在齿轮传动设计中的应用

本文拟从摩擦学角度:1.分析齿轮失效的原因后,提出能否以形成足够厚的油膜,作为衡量齿轮传动设计的重要判据之一。2.在重载条件下,应用EHL理论计算最小油膜厚度(hmin),并判断齿轮传动的润滑状态。     

关于齿轮供油理论的探讨

本文针对当前各国在齿轮润滑的供油理论研究及应用中存在的问题进行了探讨。着重讨论了供油对齿轮传动的润滑效果及冷却效果的影响问题。提出了影响齿轮润滑效果的油量应为啮合前期两啮合齿面上的存油量而不是供油量的观点;以及用于啮合齿面进行有效冷却的最佳供油量,应是一个取决于齿轮运转工况的变量,并与齿轮传动摩擦热损耗无关的观点。基于上述观点,提出了存油量、当量供油角等概念及相应的计算公式。首次把油浴、喷油、离心润滑统一为同一计算方法,为供油理论研究提供了一个新途径。     

谐波齿轮粗糙表面薄膜润滑计算

谐波齿轮传动齿面的润滑状态,考虑到表面粗糙度影响后,用基于平均流动模型的平均雷诺方程进 一步研究,推导薄膜润滑条件下齿面压力和油膜厚度的计算关系,计算剪切膜和挤压膜的数值解,给出齿面最小油 膜厚度曲线。结果表明,齿面表面粗糙度增大,由它所引起的动压效应增强,齿面上的润滑油易存留,能够建立起足 够的油膜厚度。     

变位齿轮传动热弹流润滑分析

应用弹流理论对渐开线变位直齿轮传动进行热弹流润滑数值分析,计算分析中变位传动工况对齿轮润滑性能的影响,获得了齿轮传动沿啮合成的中心油膜厚度、中心油膜压力、油层温度以及轮齿表面摩擦系数等的分布规律。并与标准齿轮传动工况计算结果进行了比较分析。     

乏油状态下准双曲面齿轮传动润滑机理分析

在工程实际中,准双曲面齿轮不可避免地因润滑剂供给不足导致乏油问题,鉴于此,综合考虑了啮合区接触几何、粗糙形貌、入口区供油量、啮合界面速度矢量任意性等因素,建立了乏油状态下准双曲面齿轮传动界面任意速度矢量润滑分析模型,开展了乏油分析模型结果与文献实验数据的对比研究,数值分析了不同入口区供油量条件下准双曲面齿轮传动界面啮入点、啮合中点和啮出点的油膜演变规律,探讨了转速对不同供油量条件下传动界面润滑性能的影响。结果表明：乏油分析模型结果与文献实验数据取得了良好的一致性;随着入口区供油量的减小,3个啮合点油膜厚度的差异逐渐减小,当供油量减小到某一值时,3个啮合位置的油膜厚度基本一致;在不同的供油量下,转速对润滑状态的影响较为显著,油膜厚度随着转速的增加而升高,但是,转速升高到某一值时,乏油条件下的油膜厚度值将趋于稳定,而充分供油条件下的油膜厚度值将会继续增大。     

齿轮EHL油膜厚度的测量

本文叙述了渐开线直齿圆柱齿轮EHL(弹性流体动力润滑)油膜厚度的测量法;介绍了能够对齿轮啮合全过程的油膜进行测量的实验装置;在齿轮上对油膜厚度—放电电压曲线进行了静态标定;对渐开线直齿圆柱齿轮的EHL油膜进行了实测。结果表明:节线附近实测油膜厚度值与理论计算结果比较接近,而在齿面啮合初期油膜厚度大大低于理论值。本文最后对这个结果进行了初步的理论分析,认为渐开线齿轮的润滑存在非稳态区。     

任意卷吸速度矢量点接触摩擦系数简化计算方法

针对弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮传动的空间点接触摩擦系数求解复杂问题,考虑油膜入口区温升与中心油膜厚度以及接触区温升与摩擦系数间的耦合关系,提出任意卷吸速度矢量点接触的摩擦系数简化计算方法. 基于所提方法分析在不同工况下的点接触中心油膜厚度和摩擦系数,并将油膜厚度和摩擦系数与文献实验数据进行对比. 结果表明：在高速工况下,入口区温升和接触区温升显著,忽略温升影响将使油膜厚度和摩擦系数预测结果偏大;卷吸速度夹角对油膜厚度影响较大,对摩擦系数影响相对较小;在任意卷吸速度夹角工况下,点接触油膜厚度和摩擦系数预测结果与文献实验结果一致,验证摩擦系数简化计算方法的可靠性.     

内燃机凸轮挺柱间油膜厚度的计算方法

根据弹性流体动力润滑理论对内燃机凸轴挺柱间油膜厚度的计算方法和计算公式进行了研究,修正了Holland的计算方法和计算公式,提供了一个能直接反映内燃机配气机构设计参数对凸轮挺柱间油膜厚度影响的计算方法和计算流程图。     

齿轮传动最小油膜厚度分析及改善润滑的措施

根据弹性流体动力润滑理论,通过对齿轮传动中形成动压油膜的参数分析,得出齿面最小油膜厚度发生在小齿轮齿根与大齿轮齿顶开始啮合点的位置,认为应以此处的润滑状态作为齿面润滑状态的判断依据,同时给出了一些改善齿轮传动润滑状态的措施.     

双齿轮偏心的传动误差计算与研究

采用解析法推导了存在双偏心误差的渐开线齿轮副的传动误差计算公式,建立了其传动误差解析计算模型,同时分析了齿轮副的瞬时节点、传动比误差以及传动误差之间的等价关系;应用RecurDyn软件验证了传动误差计算模型;在啮合频率变负载的动态传动误差仿真的基础上,建立了与理论计算的传动误差及其侧隙值间的关系;在此基础上,针对已有偏心误差情况下,提出齿轮偏心误差初始相位的优化配置方法,得到最小传动误差,为精密传动设备的装配调整提供理论指导。     

渐开线圆柱直齿修缘齿轮的润滑理论

本文用流体动力润滑理论分析了渐开线圆柱直齿修缘齿轮齿面间的油膜厚度。在求解时考虑了滚动速度、滑动速度、挤压速度,润滑油粘度的变化、以及每一瞬间真实的啮合齿数等因素的影响,并导出了压力分布的表达式。在中小载荷的情况下,用数值计算方法求得了渐开线直齿修缘齿轮的油膜厚度变化曲线和压力分布曲线。得到了油膜厚度和修缘量之间的关系以及一系列动态特性。作者用实验验证了理论计算的油膜厚度,在实验中,油膜厚度的测定采用了“位移法”。     

关于渐开线直齿轮变速传动啮合效率的计算

为了解决目前尚无计算变速传动齿轮啮合效率的有效公式,本文通过对变速传动下的齿轮齿廓相对滑动的损耗功的计算,导出了适用于各种传动规律的渐开线直齿轮外啮合效率公式。从而为准确地计算按特殊规律传动的齿轮啮合效率提供了理论依据。     

直齿轮副接触分析及啮合刚度计算

采用有限元法建立直齿轮副接触模型进行仿真分析,计算齿轮副接触应力,并通过赫兹接触理论公式验证了有限元法分析结果的正确性。通过对直齿轮传动进行分析,基于石川公式,采用Matlab软件编程计算直齿轮副时变啮合刚度。     

非零变位斜交轴锥齿轮传动设计

针对斜交轴他轮传动中的设计问题,将非零变位技术引入该类齿轮的传动的设计中。推导了有关斜交轴锥齿轮传动的公式及锥结果轮设计的通用简化计算公式。结果表明,采用本文推导的设计公式可简化设计计算,同时变位系数的选择具有较大的范围,经过改进设计的齿轮具有较好的弯曲强度,接触强度的啮合性能。     

谐波传动中齿轮相对转角的正确解

目前关于谐波齿轮传动啮合参数及几何参数的选择主要来源于所列参考文献, 本文指出上述文献中关于谐波传动齿轮相对转角的计算公式是不准确的; 作为验证, 本文用直接法推导出正确结论; 最后讨论了由上述不正确公式所引起的齿轮啮合侧隙的误差及其计算公式。     

谐波传动中齿轮相对转角的正确解

目前关于谐波齿轮传动啮合参数及几何参数的选择主要来源于所列参考文献,本文指出上述文献中关于谐波传动齿轮相对转角的计算公式是不准确的;作为验证,本文用直接法推导出正确结论;最后讨论了上述不确定公式所引起的齿轮啮合侧隙的误差及其计算公式。     

面齿轮啮合过程中齿面温度仿真

齿面温度及其变化是计算轮齿变形和判断齿轮是否胶合的主要依据。根据面齿轮传动以及传热学的基本原理,通过对面齿轮啮合接触区进行分析,运用表面温度法,介绍了面齿轮点接触区润滑数学模型、油膜厚度方程和油膜能量方程,建立了面齿轮传动的齿面瞬时接触温度的计算方程。研究了啮合齿面间的接触应力、齿面相对滑动速度以及齿面间的摩擦系数等相关参数的计算。对面齿轮传动的啮合过程中不同啮合位置时,齿面温升进行有限元分析,研究面齿轮齿面温度的分布规律,为面齿轮的设计提供有效的理论依据。     

滚动轴承式行星摩擦传动弹流研究

运用弹性流体动力润滑理论推导出了滚动轴承式行星摩擦传动润滑最小油膜厚度公式.根据公式作出了最小油膜厚度与转速的关系曲线和最小油膜厚度与球径的关系曲线,由关系曲线得出:转速越高和选用较大的轴承直径系列,均有助于油膜的形成.     

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。     

热弹流理论有齿轮传动润滑分析中的应用

考虑流体的可压缩性和齿轮传动重合度对轮齿载荷的影响,对渐开浅直齿轮传动进行热弹流数值分析;计算分析了在综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、温度以及表面摩擦系数等分布规律。