脂润滑轮毂轴承弹流润滑数值分析

基于Ostwald模型建立脂润滑控制方程,运用多重网格法求得等温线接触脂润滑弹性流体动力润滑数值解,得到钢球-沟道的压力分布、油膜形状及最小油膜厚度。针对轿车轮毂轴承的典型应用工况条件,分析工况参数对油膜压力分布和油膜形状的影响。结果表明:脂润滑弹流膜具有与油润滑膜相同的二次压力峰和出口颈缩现象。在轿车轮毂轴承可能的承载条件下,随着载荷的减小,二次压力峰的高度降低,其位置向入口区移动;一定承载条件下,速度增加时,膜厚相应增加,油膜的平行部分缩短,二次压力峰的高度增加,其位置也向入口区移动;一定承载和卷吸速度下,润滑脂流变参数增大时,二次压力峰的高度升高,其位置向入口区移动,膜厚相应增加。     

基于JFO理论的滑动轴承空穴迁移及性能分析

以压滑动轴承为研究对象,建立了滑动轴承的理论模型和弹流润滑模型,对其润滑性能进行了数值仿真分析,探究了滑动轴承气穴效应对润滑性能的影响。研究结果表明,入口区的油膜压力与载荷呈现负相关,出口区的油膜压力与载荷呈现正相关;但是油膜厚度始终与载荷的大小呈现出负相关;膜厚与转速之间呈现出明显的正相关关系;随着气穴的位置由入口区向出口区移动,接触区的压力值逐渐增大;二次压力峰的位置随着气穴位置的移动而右移,并且压力峰数值变大;膜厚呈现出的趋势与压力相反;油膜的压力与气穴尺寸之间呈现出明显的正相关,气穴范围的半径越大,油膜压力相应越大,并且接触区的压力波动幅值越大。     

基于弹性流体动力润滑理论的齿轮设计

齿轮传动是重要的传动形式之一,良好润滑是保证齿轮正常传动的关键因素.根据所建立的齿轮弹性流体动力润滑数学模型,进行数值求解,分析载荷参数、润滑油粘度对齿轮弹流润滑性能的影响规律.结果表明随着载荷增加,二次压力峰值减少,位置向入口区偏离;而增大齿轮润滑油的粘度,弹流油膜压力影响不是很大,油膜膜厚是逐渐增加的.最后,根据齿轮形成的最小油膜厚度与齿面粗糙度之比(即膜厚比)分析了齿轮传动的润滑状态.     

计入薄壁构件挠度变形的线接触弹流润滑分析

由于薄壁构件在受力情况下产生挠度变形,对弹流润滑有一定影响,导致原来的弹流润滑计算存在较大误差,经典的接触模型已不再适用。提出一种考虑薄壁平板挠度变形的弹流润滑线接触模型,该模型能够确切反映薄壁平板的挠度变形对弹流润滑的影响;采用有限元仿真软件建立薄壁平板的挠度变形模型,在挠度变形的基础上,分析速度参数及载荷参数对线接触弹流润滑性能的影响。研究结果表明:挠度变形对薄壁件润滑的影响十分明显,油膜压力减小,中心膜厚分布范围增大,膜厚值减小;随着速度及载荷参数发生变化,油膜压力及膜厚也相应地发生改变;当其他条件不变时,中心油膜厚度随速度的增加而增大,且中心油膜区域逐渐增加,速度参数对油膜压力影响较大,油膜压力随着速度的增加而升高,颈缩现象逐渐出现;油膜压力随着载荷的增大而升高,同时油膜厚度逐渐减小。     

渐开线齿轮传动润滑效应的理论分析

建立了渐开线直齿轮传动模型,通过对于中、重载两种不同的载荷进行50余组热弹流润滑数值计算,分析了润滑油黏度与齿面卷吸速度的乘积对齿轮传动接触疲劳寿命的影响。研究结果表明:在齿面卷吸速度固定的情况下,改变润滑油黏度,二次压力峰在中载和重载的工况下都是单调增大的;其X的位置也都单调减小,即向入口区方向移动;次表面剪应力最大值在中载时先减小,再增大,而重载时却单调减小;次表面剪应力最大值的X的位置中载时向出口方向移动,Z位置逐渐向轮齿的表层移动;当重载时X方向是逐渐向出口区移动的,在Z方向是恒定在轮齿固体内部的。     

乏油条件下圆柱滚子轴承的弹流润滑分析

基于有限长线接触弹流润滑理论,将等效供油层厚度和轴承相关参数作为输入量,求得乏油条件下圆柱滚子轴承弹流润滑的完全数值解;比较充分供油与乏油条件下轴承的润滑性能,研究乏油条件下供油层厚度、载荷、转速对圆柱滚子轴承润滑性能的影响。结果表明:随着供油量的减小,油膜厚度减小,第二压力峰降低,压力的起始点位置移向Hertz接触区;载荷增加,油膜厚度减小,这将对轴承的润滑产生十分不利的影响;随着转速的增加,压力区变得平坦,油膜颈缩向出口区移动,乏油程度更加严重。     

弹流滚子偏载工况下次表面应力研究

随着滚动轴承向着高速化和重载化的方向发展,在轴承设计需要考虑"偏载效应"和轴承润滑的影响。以圆弧修型滚子为研究对象,建立偏载工况下的有限长线接触等温弹流润滑模型,研究滚子倾斜角度和卷吸速度对滚子次表面应力的影响。计算结果表明,当滚子发生倾斜后,滚子轴向的压力分布不均,受载端的油膜压力和von Mises应力明显增大,并随着倾斜角变大而增大;当滚子载荷不变,卷吸速度增大时,油膜出口区的二次压力峰逐渐增加,导致次表面最大von Mises应力增大,最大von Mises应力的位置向滚子表层移动。研究结果表明,滚子倾斜及卷吸速度对滚子的次表面应力有较大的影响。     

摆线针轮传动接触乏油润滑特性分析

摆线针轮行星传动啮合过程中供油量变化影响传动效率和接触疲劳特性。引入部分油膜厚度比例,以入口油膜厚度来表征乏油程度,建立摆线针轮有限长线接触乏油润滑数值模型,研究在齿宽方向上入口油膜厚度不均匀分布对压力和膜厚分布的影响。结果表明:乏油条件下,随着入口供油量增加,入口油膜厚度的不均匀分布对齿宽方向上的压力和膜厚分布的影响减小;随着速度的增加,齿宽方向压力和膜厚分布受入口油膜厚度不均匀分布的影响增加;随着载荷的增加,齿宽方向压力和膜厚分布受入口油膜厚度不均匀分布的影响程度减小。     

塑料斜齿轮黏弹性数值模拟研究

以聚甲醛塑料材料为例,选择了广义Kelvin模型作为塑料齿轮研究的黏弹性模型,分析得出钢制齿轮与塑料齿轮啮合的黏弹性变形方程,无量纲化弹流润滑方程并离散化建立非线性方程组,推演该方程组的雅克比矩阵并利用Newton-Raphson迭代方法求解该方程组后得到油膜形状及压力分布。在黏弹性基础上分析油膜形状和油膜厚度,考虑速度和载荷对压力分布及油膜分布的影响。结果表明:塑料齿轮相对较软,在啮合过程中在接触区内与金属斜齿轮啮合在润滑状态下的油膜形状也相对缓和;考虑塑料齿轮的黏弹特性,油膜在主要承载区域油膜厚度增加;当速度增加时,油膜厚度变厚,压力峰值向入口移动;当载荷增加时,油膜厚度变薄,压力峰值向出口移动。     

滚子副润滑状态转变的光干涉试验研究

利用光干涉测量技术,测量了滚子-盘有限长线接触副的润滑油膜形状和厚度,研究了滚子副的润滑状态随载荷、速度转变的规律。结果表明,接触区卷吸速度增加或载荷减小,使得滚子-盘接触副润滑状态逐渐由弹流润滑转变为流体动力润滑,且在两种润滑状态转变过程中存在过渡状态;由载荷变化引起流体动力润滑状态转变为弹流润滑状态过程中,接触区表面发生了弹性变形,使得接触区的油膜厚度增加。速度变化使滚子-盘接触处于流体动力润滑状态时,油膜出口颈缩消失,最小膜厚位置由出口颈缩处移至接触区中心,油膜光干涉图关于滚子轴线对称。