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。

基于真实粗糙表面斜齿轮瞬态混合弹流润滑研究

将渐开线斜齿轮啮合过程中的轮齿接触等效为1个3维无限长线接触问题,建立用于求解斜齿轮3维瞬态弹流混合润滑计算的数学模型。考虑斜齿轮啮合实际工况,分析啮合过程中齿面时变半径、时变表面切向速度的变化等,引入真实的3维机械加工粗糙表面,联合统一的Reynolds方程方法分析单个轮齿在整个啮合过程中3维瞬态弹流润滑完全数值解,讨论光滑表面和真实机械加工粗糙表面对轮齿啮合过程的膜厚和压力分布的影响,揭示2种机械加工表面的微观弹流润滑特性。结果表明:粗糙表面对齿轮润滑状况影响显著,尤其在轮齿啮出过程中,严重地降低了齿轮间的润滑油膜厚度,使轮齿润滑状况变得恶劣;粗糙表面加工精度高(粗糙度低),其接触表面的膜厚比高,接触区域和接触负载小,故而润滑状况好。

表面波纹度对工业链套筒-销轴铰链副热弹流润滑的影响

运用弹流润滑理论,针对工业链中套筒和销轴之间的接触,采用无限长线接触热弹流模型研究表面波纹度对不同型号链条接触区的油膜厚度、压力及温度的影响。结果表明:表面波纹度会引起油膜压力、膜厚和温升的显著波动;对于小的当量曲率半径,膜厚波动的振幅同表面波纹度的差距很大,接近100%,但是随着当量曲率半径的不断增大,膜厚波动的振幅逐渐降低,最后表面波纹度已不发生弹性变形;膜厚的波纹度振幅变化还与波纹度的波长有关,波长越长,波纹度振幅变化的速度越慢;在某些特定接触条件下,波纹度表面可以形成比光滑表面更厚的油膜。

修形对直齿锥齿轮弹性流体动力润滑的影响

为解决直齿圆锥齿轮的端啮问题,通过对直齿圆锥齿轮进行齿廓修形,提高小端的油膜承载能力,使得载荷沿齿宽方向分布均匀。齿廓修形先采用二次抛物曲线,再改变主动轮和从动轮的齿顶修缘高度,确定修形参数后,建立直齿圆锥齿轮无限长线接触弹性流体动力润滑模型,压力和膜厚采用多重网格法求解,弹性变形采用多重网格积分法求解。齿顶修缘后啮入点的油膜压力比原来小,油膜厚度变大;二次抛物曲线修形后,啮入瞬时点和啮出瞬时点的油膜压力在赫兹接触区明显降低,赫兹接触区的油膜厚度明显增大,沿啮合线分布的最大油膜压力降低,最小油膜厚度增大,中心油膜压力降低,中心油膜厚度增大;修形参数的变化影响修形后的油膜压力和油膜厚度;修形改变了齿宽方向的载荷分布,直齿圆锥齿轮的小端和大端的载荷差距减少,齿面载荷由端部向齿宽中部转移。研究结果说明,齿廓修形可以改善齿轮的润滑状况,提高啮合过程的油膜压力,减少齿面的摩擦和磨损,同时也可以避免齿面胶合的产生。