弹性流体动力润滑理论及其应用(上)

弹性流体动力润滑(以下简称弹流)和边界润滑、流体动力润滑一样,已经发展成为一种公认的润滑状态,其理论也已得到不断的充实和发展,同时,在实际应用方面也取得可喜的效果。弹流作为一项通用理论,它的价值不局限在分析机械零件的运动上,在其他很多领域中,例如轮胎在潮湿路面上的溜滑,人造关节的运动等许多生活现象中,也都受弹流理论的支配。所以国际上某些权威学者认为,弹流理论的建立是经典雷诺方程创立以来,在近代润滑理论中最最重要的进度。一、流体润滑理论简述 1886年雷诺深入研究了滑动轴承的润滑问题,导出了联系油压、油的粘度以及轴承几何尺寸的微分方程——雷诺方程,奠定了流体动力润滑理论的基础。一维流动的雷诺方程为: dp/dx==6μU(h-h_0)/h~3 (1)式中:h及dp/dx为任一截面处的膜厚和沿流动方向的压力梯度;U——轴颈处的线速度;h_0——压力最大处的膜厚;μ——油的动力粘度。     

弹性流体动力润滑理论及其应用

在一些作滚动或滚-滑运动的反形受润接触零件(如齿轮的轮齿相啮合、球轴承中球与套圈的接触)中,实践证明在这样的高副中是能形成流体动压油膜的。由于这时的局部压力可能高达3000～4000兆帕,接触处的局部弹性变形与油膜厚差不多具有同样的数量级,因而     

弹性流体动力润滑(一)

前言机器中的两相对运动表面间,常注入润滑油以减轻摩擦磨损,延长其使用寿命。主要是依靠润滑剂和添加剂的化学性质或物理性质(粘度)与运动副表面相互作用而形成润滑油膜,承受载荷及表面的剪切力。从而避免运动表面的直接接触。不同的运转条件下,这些油膜的形成机理也不同。油膜可能是具有流体动压性质的液体(弹性流体动力润滑,简称弹流),     

弹性流体动力润滑(四)

六、弹性流体动力润滑的测试6.1概述(1)试验研究的意义虽然第一台用于测量润滑剂膜性能的试验装置——麦瑞特(Meritt,H.E.)双圆盘机早在1935年已经问世,但大量的EHL试验研究是五十年代才开展起来的。从那以后,EHL的试验研究和理论研究一样成为EHL研究工作的重要组成部分。人们所以把试验研究放在和理论研究同等重要地位,是由于一些特殊的物理效应对EHL     

弹性流体动力润滑(一)

《弹性流体动力润滑》这门学科是润滑学领域中,近代最显著的成就之一。它的主要特点是既考虑流体动力润滑作用,又考虑被润滑面的弹性变形。它研究的主要对象是名义上的线接触和点接触的润滑(如齿轮传动、滚动轴承和凸轮机构等)。它对于从事机械和润滑的科技人员是很有用的。本文共分:绪论;弹流理论的基本方程;线接触全膜弹流理论;点接触全膜弹流理论;部份膜弹流简介;弹流的测试;弹流理论的应用等七部份。     

弹性流体动力润滑(五)

二、油膜形状和压力分布的影响因素在图(2-3)中,我们已经得到在弹性流体动力润滑情况下的油膜形状和压力分布的一般情况.现在,我们要进一步研究它与外界参数,如载荷、速度、材料性质和润滑性质等的关系和影响.     

弹性流体动力润滑(五)

弹流这门崭新的学科,近廿年的发展异常迅速。自从1959年道森-希金森理论建立以来,世界各国又有不少论著,从理论上和实验上都证实了在高副接触中,满足一定的条件时,确实能有动力油膜存在。这个重要的结论引起了润滑工作者的极大兴趣。进而又有人做了实验,证明弹流油膜厚度与磨损、点蚀和胶合等失效形式有很大关系。例如,道生(Dawson,     

弹性流体动力润滑(二)

三、线接触全膜弹流理论线接触是弹流问题中较简单的一种(如直齿轮传动、滚子轴承和凸轮机构等)。因为在进行它的润滑分析时,只需采用一维的雷诺方程;而在作变形分析时,可按平面应变状态来处理。因而,近30年来,人们首先对它进行了大量的研究,并建立了被实践所证实的理论。另外,对线接触弹流研究的结果也反映了弹流问题的共同特点。因此,我们在这里对它给以重点介绍。     

弹性流体动力润滑(二)

二、圆盘润滑的几何关系在相同运动付中,接触表面虽然会有各式各样的曲面,然而由于接触区的宽度与接触处曲率半径相比总是很小的,因此对分析可以作适当简化。今以圆盘接触为例,说明具体简化方法。如图(1-7)所示,首先需要通过横座标X来表示圆盘与圆盘或圆盘与平面间     

弹性流体动力润滑(六)

三、“EHL”无量纲工作区在生产实践中,对各种不同的工况,很难用一种统一的公式来计算油膜厚度。因此,许多研究工作者采用了无量纲参数来表达“EHL”,并将全部“EHL”区分为若     

弹性流体动力润滑(三)

四、变粘度雷诺方程对重载润滑下的圆柱体和平面,有效承载油膜的宽度与圆柱半径相比是很小的,通常当量圆柱半径为0.02米或更小些.因此,润滑在承载区将产生很高的局部压力.这样高的压力,将使润滑油粘度比在大气压力下要大几个数量级.表1-2为透平油在不同温度、不同压力下的粘度特性.     

弹性流体动力润滑(三)

4.1 引言点接触弹流理论是十五年前开始建立的。1965年阿查德(Archard,J.F.)和考金(Cowking,E.W.)利用格鲁宾的方法,对点(圆)接触的弹流问题提出了第一个近似解。1970年郑绪云(Cheng,H.S.)也用格鲁宾的方法,对椭圆接触的弹流问题,提出了在不同椭圆率下的数值解。这两个解的前提都假设在赫芝接触区内油膜是平行的,因而,分     

关于弹性流体动力润滑理论的应用

用EHL理论对两个具有一定典型意义的实际齿轮装置进行了计算和分析;并同实际运转情况作了对照。初步讨论了油膜比厚对齿面强度的影响。     

弹性流体动力润滑理论在齿轮传动设计中的应用(续)

四、齿轮传动中的弹流润滑油膜厚度的计算从渐开线齿轮传动的运动学分析可知,一对轮齿的啮合过程是一种非稳态过程。要直接利用Dowson-Higginson按稳态等温弹流理论所推得的油膜厚度公式来预计齿轮啮合中所形成的油膜,本来是不妥当的。不过润滑油流过接触区所需的时间极短(约10~(-4)～10~(-6)秒),而一对轮齿完成一个啮合循环所需的时间则长得多。因此,L.S.Akin[7]认为把轮齿在啮合线b_1b_2上(参看图1,α)任一瞬时位置的啮合情况,就用该点的曲率半径、滚动速度及     

弹性流体动力润滑理论在齿轮传动设计中的应用(续)

<正> 四、齿轮传动中的弹流润滑油膜厚度的计算从渐开线齿轮传动的运动学分析可知,一对轮齿的啮合过程是一种非稳态过程。要直接利用Dowson-Higginson按稳态等温弹流理论所推得的油膜厚度公式来预计齿轮啮合中所形成的油膜,本来是不妥当的。不过润滑油流过接触区所需的时间极短(约10~(-4)～10~(-6)秒),而一对轮齿完成一个啮合循环所需的时间则长得多。因此,L.S.Akin认为把轮齿在啮合线b_1b_2上(参看图1,α)任一瞬时位置的啮合情况,就用该点的曲率半径、滚动速度及     

弹性流体动力润滑(四) 第二章 现代线接触弹性流体润滑理论与计算

前已指出,在最简单的弹性流体动力学问题中,便需要联解计入润滑油压粘关系的流体动力方程和弹性力学方程.在分析中常作如下简化:(1)位移是按处于平面应变状态的半无限固体来计算.(2)侧泄和边缘效应影响略去不计.由于接触区宽度(2b)远小于圆柱的长度L,因而不计端泄影响是合理的.另     

弹性流体动力润滑理论在齿轮传动设计中的应用

前言弹性流体动力润滑理论(以下简称弹流理论)的建立,对反形接触零件(如齿轮、滚动轴承、凸轮及钢球无级变速器等)设计理论的发展有着重大的推动作用,对提高这类零件的工作可靠性,具有十分重大的现实意义。根据现代的研究结果表明,弹性流体动压油膜的存在及其厚度,对这类反形接触零件的     

弹性流体动力润滑理论在齿轮传动设计中的应用

<正> 前言弹性流体动力润滑理论(以下简称弹流理论)的建立,对反形接触零件(如齿轮、滚动轴承、凸轮及钢球无级变速器等)设计理论的发展有着重大的推动作用,对提高这类零件的工作可靠性,具有十分重大的现实意义。根据现代的研究结果表明,弹性流体动压油膜的存在及其厚度,对这类反形接触零件的表面失效有着直接的重大影响。这种油膜厚度的减薄,以至破裂,将会促进零件的疲劳点蚀或引起胶合破坏,缩短零件的使用期限。若能依据弹流理论,采取相应措施来促进油膜的形     

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.     

弹性流体动力润滑文献索引

1.“纯滑动条件下对瞬载弹流接触的观察”,Iarsson,R.等,《Trib.Trans.》,1998,Vol.41,No4,489~496.2.“有限长线接触弹性流体动力润滑”,Park T.J.等,《Wear》,1998,Vol 223,No.1-2,102~109.3.“径向唇式密封的热弹流模型——第一部分:分析和基本结果”,Kevin Day等,《J.Trib.》,1999,Vol.121,NO.l,1~10.4.“利用交互的多重网格和同伦法解弹流问题”,Elyas Nurgat等,《同上》,28~34.5.“圆点弹流接触中非牛顿效应的简化分析及其与实验的比较”,Sharif,K.J.H.等,《Trib.hrans》,1999,Vol.42,No.1,39~45