喷丸齿轮弹流润滑特性分析

利用有限元软件Abaqus仿真得到喷丸强化后齿轮表面形貌,采用MATLAB分析喷丸强化后表面微观形貌对齿轮弹流润滑性能的影响,并与机加工表面的弹流润滑性能进行比较。结果表明：喷丸强化后齿轮的弹流润滑特性总体和机加工齿面保持一致,但喷丸处理后减少了粗糙峰对压力和膜厚的影响,齿面更容易建立起油膜,润滑状态较好;喷丸强化形成的橘皮凹坑有利于储存润滑油剂,齿轮的润滑性能得到了提高。     

VH-CATT啮合过程弹流润滑最小油膜厚度分析

基于变双曲圆弧齿线圆柱齿轮(VH-CATT)的齿面方程,利用齿轮啮合原理进行啮合过程中的齿面接触分析,得到VH-CATT齿轮副凹、凸齿面啮合过程中各啮合点的位置分布。根据齿轮几何学原理,推导出VH-CATT齿轮副凹、凸齿面各啮合点处的主曲率、卷吸速度等弹流润滑重要参数的计算公式。采用Downson-Higginson最小油膜厚度模型进行VH-CATT啮合过程弹流润滑最小油膜厚度分析,得到齿轮副在不同齿轮设计参数下啮合过程中弹流润滑最小油膜厚度的变化规律。理论分析表明,VH-CATT主动轮(凹齿面)齿根处与从动轮(凸齿面)齿顶处润滑情况最差,此处最易出现齿面摩擦磨损失效;输入转速增加,最小油膜厚度大幅增加,润滑性能得到提升;输入载荷增加,最小油膜厚度略微减小,齿轮具有抗冲击载荷的特性;压力角增加,最小油膜厚度增加,润滑性能与承载能力得到提升;齿线半径增加,最小油膜厚度轻微减小,选用合理的刀盘半径加工该齿轮有利于提高润滑性能。研究结果为VH-CATT润滑设计、磨损量计算提供了一定的理论依据。     

核电循环泵行星齿轮热弹流润滑研究

核电齿轮箱的良好润滑性能是核电循环泵可靠运行的重要保障,充分考虑齿面形貌和齿廓修形等因素对内/外啮合齿轮副的影响是准确评估其润滑特性的前提。建立典型工况下核电循环泵行星传动系统斜齿轮热弹流润滑模型,首先将斜齿轮副的啮合状态几何等效为圆锥滚子的接触问题,然后考虑斜齿轮接触变形和齿廓偏差,计算得到内/外啮合齿轮副接触区域不同位置的油膜厚度、承载压力、摩擦应力和闪温等参数。考虑齿面磨合作用,采用移动平均滤波方法对未经磨合的初始形貌进行光滑处理,分析了齿面形貌对润滑行为的影响,最后采取齿廓修形改善润滑特性。结果表明：粗糙度和齿廓修形均会对润滑特性产生明显的影响,齿面粗糙形貌会造成油膜厚度减小,进而影响其润滑特性,弱化润滑油膜的承载能力;通过齿廓修形可以改善齿轮啮合边界处的几何过渡,降低该区域的应力集中和表面温度,从而明显改善啮合线终端的润滑状态。     

变位非对称聚合物行星齿轮的瞬态热弹流润滑

为探究非对称齿廓的内啮合齿轮在变位情况下的热弹流润滑特性,用多重网格法对采用变位设计的非对称聚合物齿轮进行了瞬态热弹流润滑分析,比较了不同传动类型的变位齿轮的弹流润滑特性,分析了不同变位系数分配形式以及齿廓修形对非对称聚合物齿轮在内啮合情况下的瞬态弹流润滑的影响。结果表明,非对称齿轮能改善变位齿轮的润滑性能,正传动的变位类型的齿轮润滑性能最优,内齿轮采用较大的变位系数对热弹流润滑更为有利,合理的修形能够改善非对称变位齿轮的润滑性能。     

基于载荷分担理论的双渐开线齿轮混合弹流润滑分析

根据双渐开线齿轮齿廓啮合特点,基于载荷分担、弹流润滑理论,建立双渐开线齿轮混合弹流润滑模型,研究双渐开线齿轮齿廓参数对混合弹流润滑特性的影响。采用对比法分析双渐开线齿轮与同参数普通渐开线齿轮啮合特性及润滑性能差异,并研究双渐开线齿轮齿廓参数对润滑特性的影响。研究表明:双渐开线齿轮由于轮齿分阶的影响,其啮合特性及润滑性能与普通渐开线齿轮相比有较大差异;稳态载荷作用下,双渐开线齿轮在除接触线全部位于齿顶啮合区之外的位置,润滑性能优于普通渐开线齿轮;双渐开线齿轮中心膜厚随齿腰高度系数增大而减小,摩擦因数随齿腰高度系数的增大而增大;中心膜厚在齿顶啮合区随齿腰切向变位系数的增大而减小,在齿根啮合区中心膜厚变化规律与齿顶啮合区相反,摩擦因数随齿腰切向变位系数的增大而减小。     

表面粗糙度对弧齿锥齿轮乏油弹流油膜寿命的影响

以弧齿锥齿轮经磨齿后的齿面为研究对象,根据弧齿锥齿轮磨削原理,求解得到齿面磨削痕迹,并建立了弹流油膜寿命预测方程。在此基础上,分析了表面纹理参数及粗糙度幅值对弹流润滑油膜寿命的影响,并用实验验证了弹流油膜寿命计算模型的正确性。结果表明,表面纹理参数对弧齿锥齿轮副弹流润滑油膜寿命的影响极小,而在计算粗糙度范围内,适量地提高齿轮表面粗糙度将有利于提升弧齿锥齿轮副在弹流润滑阶段的油膜寿命。     

基于MATLAB的润滑油膜三维形貌预测

采用MATLAB模拟齿轮齿面三维形貌,通过MATLAB编程构建齿面润滑油膜的三维表面形貌,通过弹流润滑数值分析计算齿面的油膜压力,并根据MATLAB计算得出基于正交实验方案的齿面润滑的最大油膜压力的经验公式。结果表明:基于MATLAB仿真得到的渐开线齿面三维表面形貌与试验测量的三维表面形貌有着极高的一致性;基于MATLA仿真得到的齿面润滑油膜的三维形貌与实际润滑油膜分布规律吻合,仿真得到的最大油膜压力与实验测得的最大油膜压力误差低于10%;油膜压力的大小与表面形貌呈现负相关,有着较好的一致性,所提出的方法能够用于齿面油膜三维形貌预测。     

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.     

乏油工况下斜齿轮热弹流润滑特性研究*

建立斜齿轮的乏油热弹流润滑模型,并讨论供油量、转速和齿面粗糙度对润滑性能的影响。结果表明:乏油工况下增大入口区供油量,润滑区的膜厚增大而摩擦因数、温升和次表面应力幅值降低;随着供油量增大,乏油润滑特性逐步趋于全膜润滑状态下特性;随着转速升高,润滑膜厚增大但幅度有限,相应温度场增大和次表面应力场增大;齿面粗糙度会使油膜压力出现剧烈的波动,在油膜压力峰位置的次表面会出现应力集中。     

圆弧齿轮热弹性流体动力润滑数值解

根据圆弧齿轮啮合点具有二维表面速度的点接触弹流模型,在变网格下联立求解能量方程、雷诺方程和弹性位移方程等,获得了齿面接触区内的温度、压力和润滑膜厚度分布。计算考虑了润滑剂粘度和密度随温度压力变化和挤压膜效应等因素。用恩瑞模型进行了齿面摩擦分析,讨论了工况变化对齿轮润滑性能的影响。结果表明：在中等载荷或转速时,圆弧齿轮的润滑膜厚度是渐开线齿轮的3倍以上,而齿面摩擦因数比渐开线齿轮小近一个量级;圆弧齿轮沿齿宽方向的滚动速度对润滑膜性态起主导作用,沿齿高方向的滑动速度对润滑膜温升及膜厚影响不大;齿面挤压膜效应对压力分布有一定影响。     

圆弧齿线圆柱齿轮等温弹流润滑模型建立及分析

圆弧齿线圆柱齿轮具有承载能力高、接触强度大、传动平稳等优点,但也存在齿面磨损、点蚀、胶合等失效形式,这主要是由于润滑不良造成的,因此保证其良好的润滑性能十分关键。分析圆弧齿线圆柱齿轮的啮合接触过程,简化其接触模型,并基于弹流润滑理论建立了圆弧齿线圆柱齿轮等温弹流润滑的物理模型及数学模型。通过直接迭代法和Fortran语言编程进行数值求解,得到其油膜特性曲线,并分析比较了卷吸速度、载荷以及润滑油黏度对油膜压力和膜厚的影响。结果显示,卷吸速度是影响膜厚最重要的因素,润滑油黏度对油膜压力和膜厚都有着重要的影响,载荷的影响程度则相对较小。此外,用膜厚比判断齿轮润滑状态,在进行圆弧齿线圆柱齿轮设计时,使其尽量接近完全弹流润滑状态。     

渗碳齿轮钢喷丸强化工艺试验研究

针对渗碳齿轮钢齿轮进行了喷丸强化试验,研究了该齿轮齿面及齿根的喷丸强化效果,找出不同的喷丸工艺参数中对喷丸表面粗糙度影响的因素和参数,寻求合理的喷丸强化工艺参数组合,为其他零件喷丸强化应用提供指导。     

螺旋锥齿轮齿面粗糙度对其乏油润滑寿命的影响

为揭示螺旋锥齿轮真实齿面粗糙度与失油啮合条件下乏油寿命间的关系,根据微分几何与啮合原理,计算啮合点的弹流润滑参数;建立考虑齿面粗糙度影响的弹流膜厚方程,借助有限元方法求解Reynolds方程得到啮合过程中各啮合点的法向正压力和弹流润滑中心油膜厚度;通过修正螺旋锥齿轮光滑齿面的乏油寿命预测公式,计算不同粗糙度表面参数下的螺旋锥齿轮乏油寿命,分析粗糙度表面参数对其寿命的影响规律。结果表明,结果表明,失油条件下齿面啮合乏油润滑寿命较短,在合适的范围内,增大齿面粗糙度能提高乏油寿命,且相对光滑齿面,粗糙接触齿面油膜分布较均匀。     

弹流润滑条件下齿轮传动润滑油膜厚度影响参数研究

基于弹性流体动力润滑理论,利用Dowson-Higginson公式推导出渐开线直齿轮基本参数与最小油膜厚度计算关系式,并通过MATLAB软件编程绘制出相应的关系曲线图,分析了传动比、模数、重合度、齿宽系数等齿轮传动参数对齿轮副润滑油膜厚度的影响,从而揭示了齿轮传动参数与齿轮副润滑性能之间的关系,为弹流润滑条件下齿轮传动的设计提供了理论依据.     

喷丸齿轮残余应力数值分析与仿真

对比齿轮表层经喷丸处理和未喷丸处理效果,运用X射线应力测定仪进行齿轮表面残余应力测试实验,分析喷丸强化与齿轮表面残余应力之间的关系;基于有限元方法开展齿轮喷丸残余应力场数值模拟分析与仿真,建立基础撞击简化模型,分析揭示喷丸强化处理后齿面表层应力分布规律;讨论弹丸速度和直径大小对表面残余压应力变化的影响,相关结论对于工程实践具有一定的指导意义和参考价值。     

考虑粗糙度的滚柱包络端面蜗杆传动等温弹流润滑分析

基于滚柱包络端面啮合蜗杆传动的传动理论与等温弹流润滑理论,考虑表面波状粗糙度的影响,采用数值分析方法着重分析了传动副不同啮合位置、粗糙度幅值、滚柱半径以及喉径系数对弹流润滑性能的影响。结果表明,传动副啮出位置蜗轮齿顶处润滑性能最差;粗糙度幅值、滚柱半径、喉径系数的增加均对润滑性能产生正面影响,会使油膜厚度增加、油膜压力下降。     

双圆弧齿轮齿面强度计算中的润滑剂系数与速度系数

本文通过对实际双圆弧齿轮的热弹流润滑问题进行较精确的、大量的理论、数值分析,得到了不同情况下的齿面动压油膜最大压力无量纲公式。由于齿面极限应力的实验条件是有限的,据此公式即可得到实验条件下的齿面最大油膜压力与其它工况下的油膜最大压力之比,即弹流润滑影响修正系数。根据传统的概念,将其分解成了润滑剂系数与速度系数,并与渐开线齿轮强度计算中相应的系数做了比较。     

高速直齿轮摩擦动力学特性分析

考虑齿面接触温升的影响,针对高速渐开线直齿轮动力学特性和润滑性能问题,建立摩擦动力学模型剖析齿轮润滑特性与动力学行为的耦合关系以及揭示油膜润滑机理。首先,建立含时变啮合刚度、齿侧间隙、传动误差的多自由度直齿轮弯-扭耦合动力学模型;其次,建立一维线接触瞬态混合热弹流润滑模型,通过整合得到含热效应的直齿轮摩擦动力学模型,利用龙格库塔法与多重网格法的联合迭代求解耦合系统的控制方程;最后,通过静态工况和动态工况数值计算结果的对比、摩擦动力学特性的分析以及温升的对比,证明了建立摩擦动力学耦合模型的必要性,为高速齿轮动态特性和润滑性能的改善提供分析方法。     

基于弹流润滑理论的斜齿圆柱齿轮油膜厚度参数影响研究

基于弹性流体动力润滑理论,建立了斜齿轮传动润滑最小油膜厚度计算公式,并利用Matlab程序绘图功能绘制出最小油膜厚度沿啮合线的变化曲线,计算分析了传动比、模数、压力角、螺旋角、重合度、齿宽系数等斜齿轮传动参数对齿轮副节点处润滑油膜厚度的影响,从而揭示了斜齿轮传动参数与齿轮副润滑性能之间的关系,为弹流润滑条件下斜齿轮传动的设计提供了一定的理论依据。     

渐开线直齿圆柱齿轮传动瞬态弹流润滑研究

本文综合考虑润滑本的可压缩性,齿轮传动重合度对轮齿载荷的影响以及滑动速度,曲率半径随时间和座标变化的瞬态效应,对渐开线直齿圆柱齿轮传动进行瞬态弹流安全数值分析;计算了分析传动比,模数以及中心距等齿轮几何参数对齿轮润滑性能的影响,得出了齿轮传动滑啮合线的油膜压力,油膜开头以及摩擦系数的变化规律。