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。     

有限长线接触非牛顿热弹流润滑分析

建立有限长圆柱滚子的非牛顿流体热弹流润滑模型,选取Ree-Eyring流体和Power-Law流体进行有限长线接触弹流润滑分析。研究表明:随着接触线长度增大,端部效应减弱;Ree-Eyring流体特征剪切力对润滑温升和剪切力影响较大,而对润滑压力与膜厚影响甚微;Power-Law流体随指数增大,润滑膜厚明显降低;随载荷、转速升高,热解与等温润滑结果差异增大,热效应对摩擦因数的影响尤其显著。     

基于有限长线接触弹流润滑模型的冠状修形直齿轮副接触分析

现代齿轮对高功率密度、长寿命、高可靠性的要求迫切需要对齿面接触与疲劳行为进行深入研究。提出了一种先进的齿轮接触数值模型,可以考虑非牛顿润滑流体、齿面冠状修形、齿面几何运动学参数、工况、涂层材料等因素对齿面接触压力、齿面摩擦、油膜厚度及次表面应力的影响。该模型不仅为开发国产齿轮设计分析软件提供支撑,同时也可配合试验验证,为提高工程实际中的齿轮寿命与可靠性提供参考。     

斜齿轮接触线上载荷分布的弹流润滑解

在充分考虑斜齿轮啮合特性的基础上，将三维弹流问题转化为二维问题来解决，在全齿高接触线上获得了具有典型弹流润滑特征的压力分布和油膜形状，进而计算了接触线上的载荷分布。     

零卷吸条件下有限长线接触热弹流润滑分析

应用多重网格技术和逐列扫描法,求得了零卷吸条件下有限长线接触热弹流润滑问题的完全数值解,给出了两固体表面和油膜中层的温度分布以及油膜内的流速分布。结果表明,油膜的最大压力、最小膜厚和最高温度均位于滚子的端部;在接触区中央一带出现了油膜局部增厚现象,温度-粘度楔效应是弹流油膜局部增厚的根源。     

渐开线斜齿轮瞬态弹流润滑数值分析

渐开线直齿圆柱齿轮的弹流润滑问题已经基本成熟,而对同样是线接触的渐开线斜齿圆柱齿轮的弹流润滑求解却研究甚少并颇有争议.建立了斜齿圆柱齿轮弹流润滑计算的数学模型,将斜齿圆柱齿轮的弹流润滑问题等效为2个反向圆台的弹流润滑问题,应用多重网格法求得了一对斜齿圆柱齿轮轮齿在不同啮合瞬时的弹流润滑完全数值解.结果表明:斜齿圆柱齿轮啮合线上各点的压力、膜厚均不相同,沿接触线方向上最大等效半径的位置对接触线上油膜颈缩的位置有较大影响;接触线最长时从动轮齿根部分和主动轮齿顶部分在啮出点位置的膜厚最小,压力最大,最容易早期失效.     

有限长线接触弹流表面弹性变形新算法

考虑相邻压力样本点之间密切的内在联系，从提高压力样本点的利用率出发，本文提出了用圆的切线来拟合接触条件下的压力分布，较好地解决了赫兹接触理论中的边界效应问题，获得了高的压力拟合精度和表面弹性变形计算精度，为有限长弹流润滑问题的高精度计算奠定了基础．     

斜齿轮非稳态等温弹流润滑数值分析

建立了渐开线斜齿圆柱齿轮弹流润滑计算的数学模型,将渐开线斜齿圆柱齿轮的啮合等效为长椭圆接触的弹流润滑问题,针对实际高速列车用齿轮在平稳运行和启动工况下,应用统一Reynolds方程方法求得了轮齿在不同啮合瞬时的非稳态弹流润滑完全数值解.结果表明:随啮合位置不同,啮合线上各点的压力、膜厚分布均有很大变化;油膜形状受瞬态挤压效应影响,与稳态解有明显不同;主动轮齿顶/被动轮根部位润滑条件相对较差.     

渐开线斜齿圆柱齿轮的微观热弹流润滑分析

假设两相互啮合渐开线斜齿轮表面具有连续余弦波状粗糙度,建立斜齿轮微观稳态热弹流模型,利用多重网格法求解压力分布和多重网格积分法求解弹性变形,讨论粗糙度幅值和波长对油膜压力、膜厚及油膜中层温度的影响。结果表明:粗糙表面不利于润滑膜的形成,考虑粗糙度的表面使膜厚、压力及温度分布均出现层状鼓层现象;随着波长的增大,油膜厚度、压力及温度波动幅度有所减小,而随着波幅的增大,膜厚、压力及温度曲线均明显波动。因此,在工程实际中,要尽量增大粗糙度波长,减小粗糙度波幅以实现平稳的机械传动。     

齿轮传动瞬态弹流润滑的计算分析

本文在考虑流体可压缩性的情况下，综合考虑了重合度对轮齿载荷的影响以及变曲率，变速度的瞬态效应，经出了传动瞬态流润滑方程及其求解方法，在经入齿轮传动的实际工况参数后，进行了完全数值解，得到了两齿轮在啮合线任意点处的油膜压力分布和油膜形状以及最小油膜厚度沿啮合线的变化曲线。     

WN齿轮传动弹流润滑及接触摩擦效率研究

应用WN齿轮接触摩擦与弹流润滑机制结合的方法进行效率分析.依据WN齿轮副啮合原理,创建该齿轮动力润滑与混合摩擦分析模型,分析了啮合中载荷与弹性接触对油膜厚度的影响,探讨油膜形成机制和承载特性;通过啮合过程中的接触摩擦分析,推导出WN齿轮啮合时动力传动效率计算新方程;分析齿轮运转速度、负载及润滑等对传动效率的影响.结果表明:在高速下WN齿轮的传动效率高于渐开线齿轮而在低速下却相反;旋转速度对传动效率的影响要比载荷的影响更大.通过实例计算和试验分析验证了本方法的有效性.     

数值法研究无限长线接触弹流问题发展状况

基于现代弹流润滑理论，在数值分析法研究无限长线接触弹流问题方面，指出了考虑各种实际工况如热效应、非牛顿效应、瞬态效应、表面粗糙度等的必要性及研究现状，指出了存在的问题及发展的方向。     

非对称聚合物齿轮的瞬态弹流润滑分析

聚合物齿轮质轻而耐腐蚀,可降低噪声,提高经济效益.相对地,聚合物轮齿强度低于金属轮齿,故采用非对称设计提高聚合物齿轮的强度.为探究非对称聚合物齿轮的弹流润滑特性,在水润滑条件下,采用多重网格法对非对称聚合物齿轮进行了瞬态弹流润滑分析:对比非对称齿轮与传统对称齿轮的水膜压力与厚度;改变齿轮运行工况及考虑轮齿的表面粗糙度,...     

直齿轮传动非牛顿流体瞬态弹流润滑研究

综合考虑润滑流体的非牛顿特性以及齿轮传动的瞬态效应，采用Bair-Winer粘塑模型推导了非牛顿流体雷诺方程，建立了非牛顿流体瞬态弹流润滑模型；进行直齿轮传动非牛顿流体弹流润滑数值分析，获得了齿轮传动沿啮合线的油膜压力、油膜形状以及摩擦因数的分布。结果表明：在非牛顿流体工况下，油膜厚度、油膜压力以及轮齿表面摩擦因数均有所降低,因此在齿轮弹流润滑研究中应考虑流体的非牛顿特性的影响。     

基于有限长线接触的锥齿轮热弹流润滑分析

为了研究锥齿轮的热弹流润滑机理,基于弹性流体动力润滑理论,建立有限长线接触模型,研究了直齿圆锥齿轮热弹流润滑特性。首先,将直齿圆锥齿轮热弹流问题近似等效为两同向圆锥滚子的准稳态热弹流润滑问题,应用多重网格法和逐列扫描法求解了锥齿轮整个接触线上的油膜压力、油膜厚度及固体和油膜中层的温度。结果表明,直齿圆锥齿轮沿齿宽方向上各点的压力、膜厚、温度均不相同。其中,小端的油膜压力略大于大端的油膜压力;小端的油膜厚度小于大端的油膜厚度;沿齿宽方向的温度分布差异较为明显,油膜中层的温度大于两固体表面的温度。该研究为直齿圆锥齿轮的润滑设计提供一定的理论依据。     

渐开线斜齿圆柱齿轮弹流润滑模型的建立

渐开线直齿圆柱齿轮的弹流润滑问题已经基本成熟,而对同样是线接触的渐开线斜齿圆柱齿轮的弹流润滑求解却研究甚少并颇有争议。分析了斜齿轮齿廓曲面的形成及啮合特点,建立了研究渐开线斜齿圆柱齿轮弹流润滑的物理模型和数学模型．通过数学推导,得到了膜厚方程,通过多重网格法即可获得渐开线斜齿圆柱齿轮在某一瞬时的弹流润滑数值解。     

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。     

基于瞬态弹流润滑的齿轮表层应力分析

考虑齿轮传动重合度对轮齿载荷的影响以及变曲率,变速度的瞬态效应,对渐开线直齿轮会计劝进行弹流完全数值解,获得了啮合浅与不同点处表层应力的分布规律。     

齿廓修形斜齿轮沿接触线的弹流润滑计算

应用多重网格法，在三条接触线上同时获得具有典型弹流润滑特征的压力分布和油膜形状，进而计算了接触线上的载荷分布：通过修形，改善了齿面的润滑状况。提高了齿轮的抗胶合能力。     

摆动工况下直齿轮瞬态弹流润滑分析

建立摆动工况下直齿轮的弹流润滑模型,解决因旋转方向改变导致的坐标系统不一致的问题;考虑时变效应,对以正弦规律摆动的直齿轮进行弹流润滑分析。结果表明：摆动工况下的中心油膜压力、中心膜厚、最小膜厚和最大压力均出现明显的波动变化,且都在旋转方向改变瞬时附近达到最小;摆动频率对压力和膜厚影响显著,在高频率摆动工况下的中心油膜压力、中心膜厚、最小膜厚和最大压力变化幅度更明显,且均高于低频摆动工况下相应的油膜压力和膜厚;摆动工况特别是高频摆动工况下的中心油膜压力和最大油膜压力会出现骤增和骤降现象,使啮合齿面应力循环频率加大,易导致齿面接触疲劳,因此要避免高频摆动。