深沟球轴承喷油润滑搅油损失研究

为了揭示喷油润滑时深沟球轴承搅油损失随喷油润滑条件的变化,提高齿轮箱综合传动系统的性能,建立深沟球轴承喷油润滑下的数值计算模型,并用SKF模型进行验证。采用数值模拟和设计正交方案的方法研究喷油润滑时深沟球轴承内部流场运动状态,以及在不同工况参数下深沟球轴承喷油润滑的搅油损失,并通过极差分析和方差分析确定各个因素对轴承搅油损失的影响程度。研究表明:在喷油润滑过程中,外圈表面润滑油体积分数随着润滑油的进入不断提高,并且逐渐趋于均匀稳定,而内圈表面润滑油体积分数则始终很低;喷嘴角度对轴承内部润滑和搅油功率损失影响很大,当喷嘴朝向外圈时,搅油力矩最小,但润滑性能较差,当喷嘴朝向内圈时,润滑性能最好,但搅油力矩稍大;各个因素对轴承搅油损失影响由大到小顺序为节圆直径、转速、喷油压力、喷嘴直径、温度。研究结果对探究深沟球轴承喷油润滑搅油机制和提升车辆传动效率提供了重要的设计和理论参考。

狭小间隙下液力变矩器搅油功率损失模型

针对液力变矩器高速旋转产生较大搅油功率损失问题,以某液力变矩器为研究对象,基于CFD数值模拟及数据统计分析方法,提出一种搅油功率损失预测模型.该模型主要考虑液力变矩器装配间隙几何特征、运行参数、润滑油物性与润滑状态等因素影响,采用正交分解法选择25组不同运行参数下的搅油过程进行数值模拟,并结合某传动装置实际运行工况和使用要求进行了多工况验证.结果表明:随着润滑油雷诺数增大,搅油功率损失成指数型快速增长;搅油功率损失随径向间隙的增大而减小,随轴向间隙的增大而增大;当径向间隙小于9 mm时,搅油损失功率随着径向间隙减小而急剧增大;相比于轴向间隙,径向间隙对搅油功率损失值的影响程度更大;狭小间隙下液力变矩器搅油功率损失模型结果与数值计算结果总体符合较好,相对误差在10%内.研究结果可为狭小间隙液力变矩器设计及综合传动装置的优化提供一定技术支撑.

行星轮系周转运动过程中的润滑油液分布与搅油损耗研究

为探究行星齿轮传动系统飞溅润滑行为,基于移动粒子半隐式(Moving Particle Semi-implicit,MPS)方法建立了行星轮系飞溅润滑仿真模型,并对其进行了试验验证;研究了行星轮系周转运动过程中的减速器内部油液分布特征、轮齿啮合区润滑油液粒子数量以及各旋转部件搅油损耗的变化规律。研究结果表明,行星轮系周转运动过程中,减速器内部可划分为油池区、拖拽区和贫油区3个区间;行星轮渐次通过各区间过程中,不同啮合区域内油液粒子数量以及各部件搅油损耗力矩值均呈现周期性变化规律。其中,内啮合区与外啮合区润滑油液粒子数量在行星轮运行至油池区时达到峰值,并均在进入贫油区后迅速下降至最小值;行星轮搅油损耗力矩在进入油池区后急剧上升至峰值,在进入拖拽区后持续下降直至进入贫油区后稳定在极低水平;而行星架搅油力矩在某一行星轮进入油池区域时急剧下降,在该行星轮进入拖拽区且下一行星轮未进入油池区时快速回升。在整个周转周期内,太阳轮搅油损耗较小且变化趋势较为平缓。行星轮系总的搅油损耗功率中,3个行星轮总搅油损耗功率占比约为60%,其次是行星架,太阳轮占比最少。

浸油润滑减速箱齿轮搅油损失台架试验设计与分析

为研究不同工况下浸油润滑齿轮箱搅油损失,设计并搭建了一种新型减速箱齿轮搅油试验台架。通过在箱体内部安装横隔板,改变减速箱箱体内部几何结构,分析了减速箱在不同位置浸油深度、不同齿轮转速和横隔板复合作用下的齿轮搅油损失,得出结论如下:转速为2200 r/min、横隔板位置为H4时,主动轮旋转时的齿轮搅油损失可减少17.12%。

基于CFD方法的轮毂电驱动行星齿轮搅油功率损失仿真与分析

轮毂电驱动技术的研究是未来新能源驱动体系研究的重要方向。随着轮毂电驱动对转速的要求越来越高,搅油功率损失成为不可忽略的部分,甚至高达功率总损失的50%~80%。现有的计算搅油损失的方法主要是采用简单的经验公式,无法适用于复杂的行星齿轮传动。为此,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件与C语言用户自定义函数(User Defined Function,UDF)对两级行星齿轮传动飞溅润滑进行联合仿真,实现了油-气两相瞬态流场可视化;通过提取表面的压力和黏性力,得到了太阳轮、行星轮及行星架的搅油损失;对25种工况进行仿真与分析,得到了搅油功率损失随转速和浸油深度的变化趋势。结果表明,搅油功率损失随转速和浸油深度的增加而增大,且无明显的拐点,实现最小搅油损失应当在保证充分润滑的前提下取最小的浸油深度。

基于流体动力学的斜齿轮副搅油功率损失分析

在高速工况下,搅油损失在总功率损失中占很大比重,研究齿轮搅油功率损失对于提高传动效率具有重要意义。提出一种基于流体动力学的能够计算斜齿轮副搅油功率损失的计算模型,该模型采用将斜齿轮沿接触线划分为若干个薄直齿轮的方法计算斜齿轮副的搅油损失;将齿轮副搅油功率损失分为周面搅油功率损失、端面搅油功率损失以及啮合区挤压功率损失三部分,分析浸油深度、转速、螺旋角、齿宽、模数对搅油损失的影响以及各部分搅油损失占总搅油损失的比重。结果表明:搅油损失随着浸油深度、转速、螺旋角、齿宽、模数的增大而增大,其中转速、齿宽和模数对搅油损失的影响较大,浸油深度和螺旋角对搅油损失的影响较小;啮合区挤压功率损失在整个搅油功率损失中占最大比重。

基于半隐式运动粒子法的减速器搅油损失计算及试验验证

为解决减速器中多对齿轮复杂系统因湍流作用造成的搅油损失计算精度偏低的问题,基于拉格朗日体系的半隐式运动粒子法,结合Smagorinsky湍流模型和多面体壁面模型壁面湍流切应力计算方法,提升了搅油损失的计算精度,并采用仿真与试验进行验证,最后分析了不同搅油损失对循环工况效率的影响。研究结果表明:该方法能够有效提升减速器搅油损失计算精度,平均精度由47%提升到91%,高速工况下提升效果尤为明显;在循环工况中,搅油损失对减速器效率影响显著,降低搅油损失能够有效提升减速器循环工况效率。

基于MPS 法的摇臂减速器搅油损失及润滑特性仿真分析

为了研究采煤机摇臂内部多级传动减速器中润滑油流场特性和齿轮搅油力矩损失,应用移动粒子半隐式(MPS)法建立了不同摇臂截割倾角及不同油量下数值仿真模型,通过Particleworks软件对采煤机摇臂内部齿轮传动流场特性及齿轮搅油力矩损失进行了仿真分析。结果表明,在油量和转速不变的情况下,随着倾角增加,齿轮搅油力矩损失先增大后减小,油液飞溅粒子数目减少,润滑效果减弱;在倾角和转速不变的情况下,随着润滑油油量的增加,齿轮润滑效果增强,齿轮搅油力矩损失也逐渐增大。为采煤机摇臂减速器的润滑及齿轮搅油力矩损失分析提供了一种无网格化、高效的仿真分析方法。

多功能齿轮搅油功率损耗实验装置及实验方法研究

搅油损失在浸油润滑齿轮传动装置功耗中所占比重较大,是导致润滑失效的主要因素之一。为精确预测不同工况下齿轮的搅油损失,设计一种新型搅油功率损耗测量的多功能试验装置,并介绍针对不同齿形齿轮的搅油损失、圆盘与齿轮对搅油损失和非标准直齿轮的搅油损失的实验方法。该装置可用于不同齿形齿轮、非标准直齿轮的搅油损失试验研究,来考察齿轮尺寸变化或其他因素对搅油损失的影响;用于齿轮与圆盘的搅油实验,来推导出啮合区产生的搅油损失。

基于有限元分析的斜齿轮搅油功率损失测算及实验验证

引入流体力学的两相流理论、轴流风机和径流风机的动量定理,对单个斜齿轮的搅油功率损失进行了有限元数值估算。考虑流体的黏性、密度,齿轮的螺旋角、模数、齿数、转速,周边工作温度,箱体尺寸,重力加速度和润滑油浸没深度等参数的影响,使用有限元流体力学软件Fluent对多组不同参数斜齿轮的三维搅油流场和搅油功率损失进行了数值仿真。进一步通过实验数据对数值仿真结果的部分参数进行了验证和比对,证明了中低转速条件下可以使用仿真的方法预估搅油功率损失的数值。研究结果也为后续啮合状态下的斜齿轮组搅油功率损失的数值计算提供了方法依据和理论参考。

基于移动粒子半隐式法的齿轮搅油损失分析与试验验证

将移动粒子半隐式法应用于齿轮搅油损失分析,以研究齿轮传动中搅油损失的内在特性.以单齿斜齿轮为对象分析其在不同浸油深度、齿轮转速和齿轮宽度条件下的搅油损失情况.分析结果表明,齿轮转速对搅油损失的影响最大;浸油深度对搅油损失的影响也较为显著;齿轮宽度对搅油损失的影响则不太明显.根据仿真分析结果建立了单齿斜齿轮搅油损失数学模型.搭建试验台架,通过试验与仿真数据的比较,验证了移动粒子半隐式法在计算搅油损失方面的可行性和准确性,从而为齿轮传动搅油损失的进一步研究提供了一种新方法.

齿轮传动系统搅油损失的试验研究

对单齿轮传动箱体的搅油损失进行了深入的研究,通过对搅油损失进行的试验,探讨了搅油损失与转速、静态浸深及油温之间的规律。并根据试验数据拟合得到了单齿轮搅油功率损失计算公式。

基于MPS方法的齿轮箱内部型腔结构搅油损失仿真分析

为探究内部型腔结构对搅油损失的影响规律,提升汽车传动系统效率,以齿轮箱为研究对象,运用移动粒子半隐式法建立了齿轮箱搅油损失数值仿真模型;通过数值仿真结果并结合润滑油分布情况分析了不同轴向间隙、径向间隙、挡油板、集油槽和内部型腔对搅油损失的影响规律。分析结果表明,搅油损失与轴向间隙呈非线性正相关关系,但当轴向间隙到达一定数值后,对搅油损失的影响较小;与径向间隙呈非线性负相关关系,且随着径向间隙的增加,其下降的趋势变小;挡油板和集油槽结构能降低搅油损失,且随着其长度的增加,效果更加显著;流线型型腔与圆弧状型腔会在一定程度上增大搅油损失。

不同转速的油罐旋转喷射搅油器数值模拟

为了研究旋转喷射搅拌器旋转速度对搅拌效果的影响,本文使用ANSYS15.0实现喷射搅拌全流场数值模拟,并以密度的标准差作为搅拌效果的评价参考。在模拟计算的设置中采用了滑移网格、混合模型和湍流的标准k-?模型。数值分析得出旋转速度过大会导致系统的搅拌效果变差;密度标准差随旋转速度的增大先逐渐减小再增大,旋转速度存在最佳值或最佳取值范围。

基于Fluent的振冲器搅油现象分析及新型结构研究

振冲器是一种重要的地基改良器械,它依靠高速旋转的偏心质量进行工作。但传统的偏心结构会发生搅油现象,造成电机功率的损耗。针对这种搅油现象进行了分析,通过fluent软件得出了油液的具体搅动情况和涡流情况,并得到了相关的流体搅动数据。进行原理分析后,提出了一种新型的防搅油偏心结构。对比发现这种结构可以有效地避免搅油现象,且不会发生由于涡流而产生的不规则振动,具有较好的工作性能。此外,也对改进前后的振冲器结构进行了整体的动态性能分析,证明了新型结构性能的提高。建模数据来源于现实测绘,得到结论也具有一定的指导意义。

汽车变速箱齿轮搅油润滑的计算流体动力学分析

汽车变速箱齿轮搅油扭矩损失对整车传动效率及经济性有重要影响。为研究齿轮搅油对变速箱润滑及传动效率的影响,对某型变速箱齿轮搅油润滑过程进行仿真。采用计算流体动力学(CFD)方法旋转动网格,结合流体体积函数(VOF)模型对齿轮搅油过程进行分析。结果显示,转速越高,齿轮搅油扭矩损失越大,且搅油损失的增长趋势越明显,润滑油液位越低,齿轮搅油扭矩损失越小,但齿轮润滑效果会变差。在开发过程中,应综合考虑各方面影响,在保证润滑效果的前提下,尽量降低搅油损失。

变速箱中搅油功率损失的CFD分析

通过对变速箱内部腔体的简化建模,采用计算流体力学(CFD)方法对齿轮啮合转动时的搅油功率损失进行仿真,分析了齿顶圆直径、齿宽、齿轮螺旋角、温度以及油的类型等因素对搅油功率损失的影响。结果表明:所采用的仿真方法能较准确地预测变速箱搅油功率损失,这些因素对齿轮搅油功率损失均有较大影响。

高速动车组齿轮箱内部流场仿真分析及搅油损失计算

为精确、快速地获取操作过程中高速列车齿轮箱中复杂内部流场的真实运动和分布状态,通过合理简化高速动车组驱动齿轮箱的三维模型,采用运动粒子仿真(Moving Particle Simulation,MPS)开展仿真分析。基于箱体内部油液不同瞬时分布状态,研究正、反转工况、油液浸没深度和润滑油黏度等参数对齿轮箱内部流场分布的影响;计算齿轮副在不同工况下的搅油损失,并分析不同因素对齿轮副搅油损失的影响。结果表明:小齿轮逆时针旋转时油液到达啮合区更快,且啮合区油液粒子更多,有利于啮合区的润滑;小齿轮顺时针旋转时油液更易在箱体内部扩散;当浸油量增加时,飞溅润滑油量增加,高速度的油液粒子数明显增多,搅油损失也随之增大,其中润滑油的黏度对轴承孔进油量和搅油损失有较大影响。

基于MPS法的齿轮啮合区不同浸油程度下搅油损失仿真分析

为探究异构减速箱齿轮啮合区浸油程度对搅油损失的影响规律,采用移动粒子半隐式法(MPS)对8种异构减速箱搅油模型以及基于不同转向、齿轮啮合区不同浸油程度条件的搅油模型进行模拟仿真。结果表明:啮合区浸油程度与油液波动、速度以及搅油损失成正相关,顺时针比逆时针转向下齿轮啮合区搅油量更大,转向与浸油程度的变化均引起啮合区油量变化从而导致齿轮啮合损失变化;浸油程度变化也会致使齿轮阻力损失变化,表明搅油总损失的大小主要受参数变化的影响,且齿轮啮合损失和阻力损失各自所占比重随参数而改变,需对单一或多变量具体分析。

随机扰动下考虑搅油阻力的齿轮动力特性分析

搅油润滑是齿轮系统一种重要的润滑方式,由于润滑油的黏弹性会使浸入其中的齿轮在高速运转时获得额外的阻力,且齿轮系统由于自激振动等因素,时刻存在一些不确定的扰动。因此,综合考虑啮合间隙、时变啮合刚度、传动误差、随机扰动以及搅油阻力等非线性因素,通过拉格朗日法建立了6自由度的直齿轮非线性动力学模型,运用龙格-库塔方法求解得到系统的分岔图、相图、Poincarè图、时间历程图和动态载荷系数(Dynamic load factor,DLF),综合分析对比了随机扰动下搅油阻力对齿轮系统动态特性的影响。结果表明,随机扰动会使系统的混沌特性发生变化,相图的表现尤为明显,轨迹形状不变,但周期性受到明显影响,周期运动转向准周期运动;在以随机扰动为正常工作状态的条件下,搅油阻力会使得系统提前进入混沌状态。