基于润滑承载接触分析的直齿轮滑动摩擦效率研究

结合圆柱直齿轮承载特性和齿面线接触非牛顿流体的时变热弹流润滑分析,建立了齿轮润滑承载接触模型,从而形成润滑状态下渐开线圆柱齿轮摩擦效率的精确计算方法。通过齿轮承载特性分析,获得啮合周期内轮齿各瞬时离散接触点载荷等动力参数。利用多重网格法和逐列扫描的方法交替求解线接触瞬态微观热弹流润滑模型,最终求得的滑动摩擦效率。结果表明:当载荷变化较小时,其对滑动摩擦系数和瞬时摩擦功率损失影响较小,而载荷发生突增时,摩擦系数将随之减小。

气缸-活塞运动副动特性分析

某机械设备中气缸—活塞之间相对运动速度高、载荷大,为了减少运动副间的摩擦磨损,气缸-活塞需建立一定的润滑油膜。本文通过对气缸-活塞的润滑承载特性建模和数值分析,研究了气缸-活塞润滑油膜压力、厚度的分布特性,发现了活塞右侧油膜无法建立,并通过优化分析,设计了活塞右侧的导角长度,为气缸-活塞运动副的动特性设计提供了有力支撑。

织构表面在油和水中的润湿性及摩擦学性能

为研究织构形貌对表面润湿性和摩擦学性能的影响,建立凹坑表面流体动压润滑数学模型,计算底面为正方形的棱柱和圆台形凹坑表面的润滑膜动压承载力。计算结果表明,凹坑面积率为19.6%时,圆台形凹坑表面的流体动压润滑膜承载力是棱柱凹坑表面的2.4倍。利用激光加工技术,在5083船用铝合金表面加工与数学模型一致的棱柱形和圆台形凹坑织构,利用低表面能修饰和溶胶凝胶法涂敷SiO_2改变表面润湿性能。接触角测试显示,棱柱形凹坑表面的接触角比圆台形凹坑表面大2°~4°。摩擦实验显示,将织构和化学组分相结合的双疏表面可以显著地提高摩擦学性能。圆台形凹坑表面的摩擦学性能优于棱柱形凹坑表面,与计算结果相符。凹坑形貌对表面摩擦学性能的影响大于对表面润湿性的影响。