高速啮合齿轮本体温度的相关影响因素分析

为分析啮合过程中高速齿轮各相关因素对其本体温度的影响,以标准渐开线高速齿轮为研究对象,基于有限元温度场分析,采用控制变量法,系统量化分析了相关因素对轮齿温度的影响规律及原因。结果表明,轮齿齿面各处本体温度随转速或转矩的增加而升高,且增幅程度逐渐降低;齿宽增加,各点本体升高;轮齿本体温度随模数增加而先减后增;大转矩或高转速下,转速、转矩、齿宽、模数对轮齿温度的影响加剧;轮齿齿面最大本体温度随齿轮箱空气和润滑油温度增减而小幅增减,且不受转速和转矩影响;齿轮端面和啮合面的传热系数对轮齿齿面本体温度影响程度较小,二者增加,齿轮齿面本体温度降低,反之升高。研究为降低齿轮高温失效风险提供参考。     

直齿面齿轮啮合效率计算研究

基于直齿面齿轮啮合仿真和弹性流体动力润滑理论,提出了直齿面齿轮啮合效率的计算方法,揭示了输入扭矩、转速等对啮合效率的影响。运用轮齿接触分析和轮齿承载接触分析技术,对直齿面齿轮承载啮合过程进行数值仿真;运用非牛顿热弹流理论,建立滑动摩擦因数的计算模型,从而建立直齿面齿轮啮合效率的计算模型。计算结果表明,滑动摩擦因数是影响齿轮啮合效率的重要因素,齿面不同位置的滑动摩擦因数也不相同,滑动摩擦因数受到输入转速、输入扭矩的影响。     

基于摩擦影响的渐开线直齿圆柱齿轮温度场分析

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,利用前期研究所得到的摩擦因数公式及多体动力学软件ADAMS,可以求得主、从动齿轮在不同啮合位置的摩擦热流量。应用ANSYS软件对齿轮进行稳态温度场分析,研究转速对齿轮温度场的影响。结果表明,考虑到齿轮在不同啮合位置的摩擦因数不同,可以更加准确地分析齿轮的本体温度场;齿轮表面温度场的分布主要与传输到齿面的摩擦热流量和齿面散热有关;齿轮转速是影响齿轮本体温度的重要因素,主、从动齿轮的齿面最高温度均随着转速的增加而升高。     

基于时变模型的齿轮啮合过程润滑状态研究

基于Dowson提出的最小油膜厚度方程,利用Matlab/Simulink仿真平台,建立齿轮啮合过程润滑状态的实时仿真系统。分析了齿轮啮合过程最小油膜厚度的时域变化情况,研究了齿轮润滑状态随转速、输入扭矩的变化关系,计算结果表明:随着啮合点向主动齿轮齿顶移动,其最小油膜厚度逐渐增大;齿轮点蚀经常发生在节圆附近。对节圆处的润滑状态进行了研究,发现随着输入转速的增加,轮齿节圆处的最小油膜厚度逐渐增加;随着输入扭矩的增加,轮齿节圆处的最小油膜厚度减小。     

高速斜齿轮传动稳态温度场仿真分析

结合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,给出稳态条件下轮齿本体的热平衡方程及摩擦热流量、对流换热计算方法,分析了啮合面压力及摩擦热流量的分布情况;利用ANSYS参数化编程语言,建立三维斜齿轮温度场分析有限元模型,并给出加载热流密度的方法;在不同节线速度下,对斜齿轮本体温度场进行数值仿真,分析了斜齿轮本体温度场分布规律;对比高速齿轮测温实验结果,表明温度仿真结果与测试结果吻合良好;在此基础上,计算了修形斜齿轮本体温度场。     

齿轮接触应力和温度场分析

为了得到齿轮啮合过程中轮齿接触面的接触应力分布及温度场分布,建立了啮合齿轮接触应力和温度的分析模型,采用赫兹接触理论对标准渐开线齿轮的接触应力分布进行分析,并通过有限元温度场分析方法对齿轮温度场的分布情况进行了分析;研究了啮合过程中轮齿接触点相对滑动速度、齿面摩擦因数及摩擦热流密度的计算方法,得到了啮合齿轮接触应力分布和温度场分布。     

基于ABAQUS的滤波减速器的齿轮本体温度场分析

对设计的一种新型滤波传动件进行受力分析,采用C语言编程计算的方法,对滤波减速器齿轮啮合齿对的相对滑动速度及啮合齿面的单位面积的摩擦热流量进行分析计算,确定滤波减速器齿轮本体温度场热分析的边值问题、加载参系数后,应用有限元分析软件ABAQUS进行分析计算,分析齿轮的本体温度场分布情况.结果表明:在载荷一定的条件下,随着转速的增加,单位面积的摩擦热流量也随之增加,但温度场的分布不会因转速的变化而改变;齿轮上温度场分布不均匀,最高温度点出现在齿轮接触面靠近节线处,最低温度出现在轮齿端部,这会造成齿轮的热应力变形,导致减速器承载能力下降、传动精度降低、使用寿命缩短.     

温度场影响下滤波减速器静力学分析

利用ANSYS Workbench软件分析了不同工况下,滤波减速器轮齿的温度场分布特点及其静力学状态.通过ANSYS Workbench提供的间接耦合方法,对固定齿轮与双联齿轮进行温度与静力学耦合计算,重点讨论了不同输入转速和输出转矩下产生的不同温度场分布特性及静力学特点.结果表明:齿轮负载转矩和输入转速的增大、环境温度的升高,都将提高齿轮本体温度和增大轮齿的应变、应力和压力.通过研究可以有效增加齿轮在空间环境下的可靠性,为航空、航天提供理论依据,从而保证航天器的安全.     

基于Workbench的齿轮稳态温度场和传动误差分析

基于Workbench建立了齿轮温度场和传动误差有限元分析模型，对不同转速和转矩齿轮温度场、不同转速和不同温度下齿轮传动误差进行了分析。通过Ansys的Workbench对齿轮温度场进行仿真，得到齿轮温度场和齿轮啮合线温度场分布结果；把温度结果作为载荷，通过间接耦合的方法应用于齿轮传动误差仿真研究中，得到齿轮传动误差仿真结果。结果表明，随着齿轮转速和转矩的增加，齿轮温度整体呈现出上升趋势；齿轮转速、转矩分别与齿轮啮合线温度变化量近似呈现出线性关系。齿轮传动误差仿真分析中，随着齿轮转速和温度增加，齿轮传动误差曲线分别上移和下移，但齿轮传动误差曲线峰谷值变化不大；齿轮转速、温度分别与齿轮传动误差变化量近似呈现出线性关系。     

基于磷化涂层表面改性齿轮的温度场特性研究

为研究磷酸锰转化涂层对齿轮啮合温度的影响,综合运用齿轮啮合理论、摩擦学和传热学知识,并结合SRV摩擦磨损试验测得的涂层和非涂层情况下的摩擦因数,从而精确地计算出齿轮的摩擦热流密度、对流换热系数等边界条件及载荷;最终得到涂层前后齿轮轮齿的稳态温度场分布,并分析了转速、转矩等参数对齿轮稳态温度场的影响。研究结果表明,涂层处理后齿轮的最高温度低于未涂层齿轮的最高温度,为齿轮的抗疲劳、抗胶合研究提供了参考依据。     

热管废热回收蒸发器在浊水余热回收中的应用

针对污水的特性,为避免生活污水与热泵工质R22产生交叉污染,从而导致系统不能正常运行的可能性,提出在污水与热泵系统工质R22之间采用一个热管换热器,得出在系统增加了一个热管换热器的情况下,污水流量一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵系统R22工质蒸发温度,污水废热回收热量随污水进口温度的增大而增大,其中热泵工质蒸发温度的增幅最大,达到65.79%,废热回收热量的增幅最小,为6.8%,污水入口温度一定时,热泵制热量,性能系数COP值,热泵工质蒸发温度,废水回收热量随着污水流量的升高而升高,但是热泵工质蒸发温度的和性能系数COP值的增幅减少,热泵制热量,热管工质蒸发温度以及废水回收热量的增幅缓慢增加.     

脉动热管稳态运行的理论模型研究

建立了脉动热管稳态运行机制的物理和数学模型。针对脉动热管中工质的实际流动状态,改进了模型中的流动机理和毛细滞后阻力机理,并耦合脉动热管的充液率、蒸发凝结两相传热模型进行了迭代求解。结果显示,潜热传热量占总传热量的比例在30%以内,管内工质流动属于湍流流动状态,表明改进后的求解模型比较符合脉动热管实际运行工况,较为准确地反映了脉动热管的流动和传热规律。     

高温热管换热器的研究与工业应用

介绍了以液态金属热管技术为代表的高温热管换热器的研究与工业应用。研究内容涉及液态金属热管传热性能及其传热极限的研究、高温热管换热器整体传热特性及效率的试验研究、液态金属热管工业应用安全性的研究、低合金钢－液态金属热管相容性的研究、高温热管换热器的模拟优化研究。基于理论及实验研究基础，高浊热管换热器得以在工业领域应用，介绍了高温热管热风炉与高温热管取热器的工业应用实例。     

一种微小通道换热器的设计和试验研究

目前阵列系统的集成度与功率越来越高,给电子元器件的冷却及可靠工作带来了严峻的挑战.文中主要介绍了一种针对高热流密度功率器件散热的微小通道换热器的理论计算和仿真分析过程,并进行了多方案的热性能测试试验.试验结果表明:该微小通道换热器在一定的边界条件下能够满足热流密度为200 W/cm2器件的散热需求和工程应用要求.     

制动器摩擦热效应分析

以现代摩擦理论为基础,依据试验结果定性地分析了制动器摩擦副摩擦热的产生扩散及对摩擦副性能的影响，不同对偶摩擦副其“热影响表面层”摩擦性能的变化以及＂热分解温度＂的重要意义。制动器在长时制动或重复制动工况下，摩擦温度不断升高,在摩擦材料浅表层积聚高的热量从而引起摩擦材料摩擦性能的变化。不同对偶摩擦副摩擦因数随温度的变化规律有所不同,但温升高于“热分解温度”后，摩擦因数均显著下降，因此了解摩擦材料热分解温度是制动器设计和运行的关键所在。     

某型电源热设计及其分析

随着电子器件的高度集成化及加工制造工艺手段的不断提高,电子设备功率密度越来越大,热设计面临着严峻的挑战。文中首先介绍了热设计应遵循的基本原则,然后具体介绍了选择冷却方式的准则;通过某型电源的传统热设计过程与有限元软件热分析的对比,凸显了有限元软件的优势,通过软件的对比分析得出优化设计方案,最后总结了电源热设计时的注意事项,对同类设计具有参考价值。     

洗瓶机的热系统故障分析

论述洗瓶机热系统的热传递途径和热损失途径，结合24000BPH生产线洗瓶机热系统故障造成的严重后果，分析造成这一故障的原因及其解决的方法。     

空调器中管翅式换热器的强化传热设计

为了提高换热效率,换热器的结构从多方面进行了强化传热设计.介绍了如今应用范围比较广泛的几个设计理念,并对其进行分析总结.     

机舱内旅客座椅的动态热特性实验研究

现代民用飞机座舱内设置有众多的设施包括座椅、内壁、生活设施等都具有明显的蓄放热特征。而在热载荷动态计算过程中,舱内设施蓄、放热性能对空调系统加热、制冷负荷有显著影响。在这些舱内设施中,座椅所具有的热容最大,并且其结构和边界条件及其复杂,座椅蓄放热特性对座舱动态热载荷仿真计算结果的准确性有很大影响。如果采用纯理论的方法,无法判断座椅动态建模中相关边界条件和系数的确定是否准确。因此本文将通过座椅动态热特性实验研究,对座椅的动态蓄放热特征数学模型进行验证。     

空调性能试验装置用热管空气热回收器的数值模拟

采用CFD方法对热管空气热回收器进行了数值模拟研究,分析了其冷凝段和蒸发段空气侧的温度场和速度场。模拟了不同管排组合方式、不同室内外温差及不同风量对热管空气热回收器换热性能的影响。结果表明,1对1管排组合的总换热量最大,2对2管排组合其次,4对4管排组合最小;并发现模拟结果与试验结果误差在5%以内,验证了所建模型的合理性。模拟结果为实际工程应用提供数据支持。