流变弹流润滑理论的发展

随着现代科技的高速发展,弹性流体动力润滑理论在诸如齿轮传动、轴承、凸轮挺杆等高负荷接触的摩擦副设计中得到了广泛应用.电子计算机技术和数值计算方法的发展,为弹流润滑理论的研究提供了必要的手段和数学基础.现代高科技在弹流测试技术中的应用,验证了弹流研究的理论成果,揭示了弹流润滑的内在机理.本世纪60年代Dowson等人通过数值计算,考虑润滑剂粘     

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。     

高副接触机械零件弹流动力润滑研究新进展

弹性流体动力润滑是润滑理论的一个重要分支,也是关系到高副接触机械零件使用耐久性和可靠性的关键技术问题。计算机模拟仿真技术、数值计算方法和弹流测试技术的发展,推动了弹流润滑理论的发展和该理论在高副零件摩擦副设计中的广泛应用。综述齿轮、凸轮、轴承3种高副接触零件基于表面粗糙纹理、轮齿修形、有限长接触、热效应、镀层等因素的弹流润滑研究发展概况。指出现代弹流润滑理论虽然在高副接触零件中的应用已逐渐接近工程实际要求,能够较可靠地解决实际工况下的润滑难题,但在非稳态效应和真实粗糙表面对高副零件弹流润滑的影响方面,高副零件弹流润滑的多重参数耦合、计算机仿真及相关实验验证方面,还须进一步深入研究。     

准双曲面齿轮运动参数和曲率特性的研究

文中根据机床加工调整参数,推导了准双曲面齿轮的齿面数学表达式,建立了准双曲面齿轮的三维模型,并通过数值迭代方法求解了准双曲面齿轮点接触弹流润滑分析所需的相对运动速度、卷吸速度以及瞬时接触椭圆长短轴方向的曲率等参数,为准双曲面齿轮弹流润滑分析奠定了基础。     

齿轮动力学与弹性流体动力润滑耦合研究

为探究齿轮的动力学特性与弹流润滑耦合效应,综合考虑齿轮啮合刚度的时变效应和表面粗糙度对齿轮动力学行为的影响,基于动力学理论,建立了6自由度摩擦动力学模型。采用解耦方法求解该模型,将求解获得的轮齿动态啮合力和表面波动速度用于弹流润滑分析中。通过实例研究了动、静两种载荷模型下齿轮的弹流润滑特性。研究表明,与平稳载荷相比,基于动载荷模型的齿轮弹流润滑研究更能准确反映齿轮的瞬态润滑特性,在啮合刚度的激励下,润滑时油膜压力和油膜厚度均表现出一定的振荡效应。啮入点、单齿啮入点以及单齿啮出点存在较大的冲击,是齿轮弹流润滑的危险点。     

直齿圆柱齿轮传动摩擦学设计模型的构建

齿轮传动是最重要的机械传动形式之一。传统的齿轮传动强度设汁方法没有考虑润滑要求,而润滑设计又不能兼顾强度需要。以赫兹理论和弹流润滑理论为基础,建立了直齿圆柱齿轮传动的摩擦学设计模型,基于此模型对齿轮传动进行设计,对提高其使用寿命具有重要意义。     

连杆小头轴承载荷分析及松脱影响因素研究

基于多体动力学及弹流润滑理论，建立含填充率考虑热效应的发动机连杆小头轴承-活塞销摆-转运动副的润滑力学模型，分析动力学和润滑力学耦合作用下连杆小头轴承的载荷特性，运用EXCITE仿真平台研究轴承装配过盈量对松脱的影响规律，再结合试验验证结果。表明过大的装配过盈量会导致轴承塑性变形、摩擦力矩减小，轴承发生松动甚至脱落。研究结果对高功率密度柴油机活塞销-连杆小头轴承的摩擦学设计奠定了理论基础，同时为运动副的结构设计和装配工艺优化具有指导意义。     

直齿轮啮合弹性流体动力润滑的非稳态效应的研究

分析了渐开线直齿轮啮合弹流润滑的非稳态参数,推导了其弹流润滑方程组,并沿整个啮合线上作了完全的数值解,指出了齿轮啮合弹流润滑应考虑非稳态效应。     

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Hertz接触齿轮设计理论与方法

Hertz接触认为接触表面是静止的、光滑的、没有润滑的,是一种理想的接触状态。实际齿轮接触表面是有一定粗糙度的、有润滑的、相对运动的,所以实际齿轮的接触是一种非Hertz接触。基于弹流润滑理论,提出一种新的齿轮设计理论与方法——非Hertz接触齿轮设计理论与方法,该理论和方法综合了影响齿轮接触强度和润滑的各种因素,保证齿轮同时满足强度与弹流润滑的双重要求。给出了圆柱齿轮的设计公式,并通过大量工程实例对新的设计理论和方法进行了检验,结果表明,所提出的非Hertz接触齿轮设计理论与方法完全可以用于齿轮的工程设计,满足工程实际需要,特别是对高速重载齿轮设计具有重要的理论意义和实用价值。     

结合动力学和CFD的轴承腔内两相流动与传热研究

综合考虑弹流润滑、表面粗糙度及钢球滑动对钢球与沟道微观接触区润滑状态的影响,建立了基于弹流润滑的高速球轴承拟动力学模型,获得了钢球的运动参数和轴承的功率损失.将拟动力学模型的输出作为边界条件,应用计算流体力学(CFD)分析软件ANSYS FLUENT建立轴承热流耦合模型,研究载荷、转速及喷嘴位置对轴承腔内两相流动和传热...     

基于弹流润滑模型的润滑油黏度确定方法

以弹性流体动力润滑理论为基础,通过建立润滑分析模型计算润滑油黏度,提出一套科学合理又便于实际应用的润滑油黏度选油的确定方法。首先基于不同温度下的高/低剪切率流变实验,提出综合考虑温度、剪切速率影响的润滑油黏度计算公式;然后建立粗糙表面热弹流润滑分析模型,并通过光弹流膜厚测量实验和摩擦因数实验验证模型的合理性;最后以膜厚比为判据,以润滑分析计算为基础,确定了摩擦副形成有效润滑油膜所需的润滑油黏度。该方法以润滑理论计算为依据,综合考虑温度、压力、剪切速率的影响,对典型零部件的润滑设计中的润滑油选取具有指导意义。     

铁路滚子轴承弹流润滑计算

本文在全面分析国内外滚动轴承理论研究的基础上，应用经典的弹流润滑理论，采用Ｄｏｗｏｎ计算模式并考虑了热效应，磨粒效应，滚动表面粗糙度效应以及脂润滑等因素，进而在实验的基础上，统计得出了比较可靠的修正系数，建立了铁路滚动轴承弹流润滑计算软件程序系统。该程序可用于计算ＥＨＬ膜厚以及润滑状态的分析判断，为我国铁路滚动轴承的设计提供了新的设计计算方法。     

弹流润滑高速角接触球轴承旋滚比分析

为了提高主轴轴承的高速性能,提出弹流润滑高速角接触球轴承的数学计算与分析模型.针对实际生产工况建立弹流润滑高速角接触球轴承分析计算模型.并将弹流润滑高速角接触球轴承的旋转打滑分析转化为旋滚比的分析.通过计算与分析,得出弹流润滑高速角接触球轴承在不同工作条件下或选用不同轴承参数时,轴承旋滚比的变化规律及旋滚比与各参数之间的关系.为实际生产中高速角接触轴承的选择使用和轴承的参数优化设计提供了理论依据,并为机床高速主轴用支撑轴承的设计与优化提供分析计算模型.     

铁路滚子轴承弹流润滑（RBEHL）计算

本文在全面分析国内外滚动轴承理论研究的基础上,应用经典的弹流润滑理论,采用Ｄｏｗｓｏｎ计算模式并考虑了热效应,磨粒效应、滚动表面粗糙度效应以及脂润滑等因素,进而在实验的基础上。统计得出了比较可靠的修正系数,建立了铁路滚动轴承弹流润滑计算软件程序系统。该程序可用于计算ＥＨＬ膜厚以及润滑状态的分析判断,为我国铁路滚动轴承的设计提供了新的设计计算方法。     

不同转速下齿轮动力学与油膜润滑耦合研究

为探究齿轮振动时油膜的动态特性,考虑齿轮时变啮合刚度的激励作用,基于动力学理论,建立齿轮系统动力学模型,分析齿轮系统的弹流润滑特性;同时,基于弹流润滑数值解,建立油膜的刚度模型,进行不同转速下齿轮动力学与油膜润滑的耦合研究。研究表明:基于动力学模型进行弹流润滑的求解时,油膜厚度表现出一定的动态特性,且不同齿轮转速下的振幅和振动频率不同;随着齿轮转速的增大,油膜的刚度减小,对于高速重载的齿轮系统,油膜润滑对其振动特性有较大的影响,应当将齿轮振动与油膜润滑视为整体进行研究。     

水润滑塑料合金轴承数值分析的多重网格法

由于水润滑塑料合金轴承的特殊性：带有纵向的沟槽和轴承衬(塑料合金)弹性模量低，以及弹流润滑的计算比较复杂，将多重网格法引入到水润滑塑料合金轴承的弹流润滑计算之中，成功地实现了数值解，为其理论研究奠定了基础。     

基于弹流摩擦副刚度的直齿轮修形研究

首次在直齿轮修形时考虑了弹流润滑的影响,提出用齿轮弹流摩擦副啮合刚度取代传统齿轮啮合刚度计算最大修形量进行齿轮修形的新方法。基于弹流润滑理论,将弹流油膜简化为线性化的弹簧阻尼,建立了线接触摩擦副的摩擦学―动力学耦合模型,运用数值方法求得齿面弹流摩擦副刚度;采用ISO齿轮啮合刚度定义分别计算出齿轮的啮合刚度和齿轮弹流摩擦副啮合刚度,并基于两种不同的齿轮啮合刚度计算最大修形量,进行齿轮修形;通过Creo分别建立了标准齿轮、ISO方法修形齿轮、基于弹流摩擦副啮合刚度修形的齿轮啮合模型,运用Adams和Romax对3种齿轮副的动态啮合力、角加速度和传动误差进行了仿真和比较,并将基于弹流摩擦副啮合刚度计算的最大修形量和一些工程实际修形齿轮的修形量进行了对比。结果表明,计入弹流润滑影响后,齿轮刚度明显降低,导致齿轮最大修形量增大,且基于弹流摩擦副刚度的修形效果优于ISO方法的修形效果,齿轮动力学性能和传动性能改善明显,并且修形量的理论计算值也更贴近于工程齿轮的实际修形量。     

变位齿轮齿条传动的热弹流润滑分析

建立了齿轮齿条传动的热弹流润滑模型,考虑齿轮热效应和正负变位齿轮沿啮合线在不同啮合点的综合曲率半径变化、卷吸速度的变化和单双齿啮合引起的载荷变化,分析齿轮齿条传动机构在不同瞬时、载荷随时间变化的非稳态弹流润滑数值解。讨论了变位系数对齿轮齿条弹流润滑油膜压力和膜厚的影响并分析了正变位和负变位对中心膜厚和最小膜厚的影响规律。结果表明,正变位可以降低油膜压力,增加膜厚,改善齿轮齿条机构的润滑状态;负变位使油膜压力升高,膜厚变薄。因此,设计齿轮齿条传动机构时,在符合要求的前提下,应尽量选择正变位齿轮,避免选择负变位齿轮。     

弹流润滑中圆柱滚子轴承接触体内应力分析

基于现代弹性流体动力润滑理论和弹性力学理论,建立了高速圆柱滚子轴承非等温时变的弹流分析模型、轴承套圈与滚动体接触时接触体内应力分析仿真模型。用数值分析方法对模型求解,并用Tecplot软件对轴承接触体内应力分布进行仿真。仿真结果分析表明,弹性流体动力润滑中轴承速度及其所受载荷是影响轴承接触体内部应力分布的主要因素;在不考虑其它因素情况下,接触区内中部靠接近表面的区域接触应力最高,改善接触体表面压力,可以有效改善接触体内等效应力分布。