不同工况下弹流润滑与齿轮动力学耦合研究

为探究线接触下齿轮传动系统与弹性流体动力润滑的耦合特性,研究采用广义有限元法建立两级齿轮传动系统,通过有限元法求啮合刚度,考虑齿轮润滑状态下的油膜刚度效应,综合叠加齿轮油膜刚度与啮合刚度,使用Newmark积分法对动力学方程进行求解,分析了耦合润滑后不同工况下齿轮啮合位置处的动力学特性和润滑特性。结果表明:齿轮综合刚度会随转速的增加而减小,随负载增加而增大;转速相比于负载对于油膜厚度影响较大,且考虑了轴的柔性后,传动系统在共振转速区内振幅变化显著,会对油膜厚度和系统振动产生一定影响,耦合油膜后在高速共振区内齿面动载荷变化明显。

混合弹流润滑下弧齿锥齿轮传动啮合效率计算方法

齿轮的实际润滑状态为兼具完全弹流润滑和边界润滑的混合弹流润滑。通过推导混合弹流润滑下齿轮的平均滑动摩擦因数,结合弧齿锥齿轮的几何接触特性与承载接触特性,计算其瞬时接触椭圆长轴上各点的滑动摩擦功率损失,拟合了啮合周期内的滑动摩擦功率损失函数,经过积分运算得到了混合弹流润滑下弧齿锥齿轮传动的啮合效率。通过与格利森公司计算锥齿轮传动啮合效率的方法对比分析,表明该方法计算正确且精度高。

点线啮合齿轮冷胶合计算研究

根据弹性流体动力润滑理论,运用道森和希金森公式计算点线啮合齿轮各啮合点最小油膜厚度及膜厚比以估计齿面间的润滑状态,判别是否产生冷胶合。推导啮合点的综合曲率半径计算公式,确定啮合点单位齿宽法向载荷。根据点线啮合齿轮实际发生冷胶合的位置,确定了最小油膜厚度计算点,并根据大量实际计算提出修正后的最小油膜厚度计算公式。

混合润滑状态下渐开线直齿轮啮合效率分析

针对齿轮通常在混合润滑状态下工作的实际情况,对齿轮啮合面进行受力分析,结合弹流润滑和边界润滑两种摩擦系数,建立了混合润滑状态下的动态摩擦系数数学模型.建立了以瞬时压力角为变量的齿轮滑动摩擦功耗和滚动摩擦功耗数学模型,避免了现有的沿啮合线积分的功耗模型存在原理误差的问题.最后,对提出的混合润滑状态下渐开线直齿轮啮合功耗进行仿真,并与弹流润滑仿真、实验数据进行比较分析,验证了混合润滑状态下渐开线直齿轮摩擦系数模型以及啮合效率模型的可行性.

无侧隙平面一次包络端面啮合环面蜗杆副弹流润滑分析

为了研究无侧隙平面一次包络端面啮合环面蜗杆副共轭齿对在运行周期内的润滑性能,结合经典啮合理论,通过改变工具母面的转角参数,得到了重构接触线后端面式啮合的三维数学模型,并针对蜗杆两段式啮合的特点,构建了对应的弹流润滑模型,最后对共轭齿对啮合处在一个工作周期内的润滑特性和最小油膜厚度分布规律进行了分析。结果表明:啮入端沿接触线处的最小油膜厚度大于啮出端的最小油膜厚度;根据最小油膜厚度与膜厚比的分布情况,可知该传动在整个周期内主要以部分弹流润滑为主;适当地增大蜗杆分度圆直径和工具母面的产形倾角,能够有效地改善该新型蜗杆副的润滑特性。

混合弹流润滑下人字齿轮系统动态啮合效率研究

为准确有效计算人字齿轮啮合效率,更好分析人字齿轮系统传动特性,建立滚动轴承支撑、同时考虑啮合刚度激励、啮合冲击激励及齿面啮合摩擦激励的人字齿轮传动系统12自由度动力学模型。分析啮合齿面润滑机理,通过齿面接触分析及轮齿承载接触分析程序,计算啮合齿面滑动摩擦系数及摩擦损失功率;在此基础上获得人字齿轮动态啮合载荷下齿面动态啮合效率。以人字齿轮传动系统参数为实例进行验证,分别计算齿面啮合静态效率、齿面啮合动态效率及参照AGMA标准的啮合效率。结果表明,齿面啮合效率以啮合齿频为周期,动态啮合效率低于静态啮合效率,符合因各动态激励因素存在导致系统能耗增大趋势,计算结果均值与AGMA标准值基本一致。表明该计算方法合理有效。

供油条件对渐开线直齿圆柱齿轮弹流润滑的影响

以渐开线直齿圆柱齿轮为研究对象,建立齿轮啮合过程中的弹流润滑模型,分析供油条件对齿轮弹流润滑的影响。利用多重网格法,得到在不同供油条件下齿轮啮合过程中的弹流数值解。结果表明:随着供油量的增加,齿轮油膜厚度也随之增加,但当供油量超过一临界值时,油膜膜厚不再增加;乏油对齿轮润滑是不利的,但供油量不是越大越好,存在一临界供油点。

不同转速下齿轮动力学与油膜润滑耦合研究

为探究齿轮振动时油膜的动态特性,考虑齿轮时变啮合刚度的激励作用,基于动力学理论,建立齿轮系统动力学模型,分析齿轮系统的弹流润滑特性;同时,基于弹流润滑数值解,建立油膜的刚度模型,进行不同转速下齿轮动力学与油膜润滑的耦合研究。研究表明:基于动力学模型进行弹流润滑的求解时,油膜厚度表现出一定的动态特性,且不同齿轮转速下的振幅和振动频率不同;随着齿轮转速的增大,油膜的刚度减小,对于高速重载的齿轮系统,油膜润滑对其振动特性有较大的影响,应当将齿轮振动与油膜润滑视为整体进行研究。

混合弹流润滑下内啮合直齿轮动态特性磨损退化研究

针对现有磨损计算方法难以求解混合弹流润滑下内啮合齿轮磨损的问题,提出了黏着磨损与弹流润滑耦合的计算模型。根据弹流润滑理论计算油膜刚度,并将油膜刚度、齿面接触刚度以及承载系数结合构建了混合弹流润滑条件下的综合刚度模型以完善动力学模型。为深入分析混合弹流润滑下动态啮合力与磨损量之间的关系,将累加的磨损量作为齿侧间隙代入到动力学模型中,最终得到不同啮合次数下的动态啮合力和磨损量。考虑动态啮合力与润滑的影响能够呈现静态干摩擦中所没有的啮合动态冲击特性。计算结果表明:进入段的磨损量大于退出段的磨损量;动态啮合力会随着磨损量的增加,在进入段增大,在退出段减小;在磨损初期动态啮合力会随着磨损量增加迅速收敛;油膜刚度对动态啮合力较为敏感,而不会受初期磨损的影响;综合刚度与承载系数在初期磨损时不会变化。

基于弹流润滑及时变载荷分配模型的直齿轮效率研究

结合弹流摩擦系数模型及直齿轮的啮合特性,推导直齿轮齿面载荷的分布规律;结合啮合过程中齿面载荷、齿面摩擦力的时变性、单双齿啮合特性,对一个啮合周期内齿轮副的输入输出功耗进行积分,获得同时考虑弹流效应及时变载荷分配模型的直齿轮啮合效率计算公式;建立基于Matlab的直齿轮效率数值分析模型,将仿真结果、ISO/TR 14179-1、ISO/TR 14179-2效率计算结果、试验数据进行对比分析。结果表明:基于弹流润滑及时变载荷分配模型的直齿轮效率计算方法与试验数据具有很好的一致性,且对效率预测的准确性好于标准ISO/TR14179-1、ISO/TR 14179-2。

活齿与波形轮接触处油膜厚度的计算

利用弹流润滑理论 ,推导了外波式活齿减速器活齿与波形轮接触处油膜厚度公式并进行了计算 ,为进一步研究该类减速器的润滑机理和工作性能提供了理论根据。

螺旋锥齿轮润滑仿真研究与分析

本文主要研究螺旋齿轮接触面摩擦受力问题和润滑问题。在近代机械润滑理论基础上,借助于有限元分析软件ANSYS对于齿轮啮合状态进行瞬态仿真分析,在齿轮初始接触有冲击的条件下,分析研究齿轮各个接触面在不同工况下的受应力情况。之后,再利用润滑油膜仿真理论进行实验,借用郑绪云的点接触膜厚公式和弹流润滑机理,构建计算方程计算齿轮接触面间油膜厚度的变化规律。

基于齿轮系统动力学的油膜刚度分析

为探究动载荷作用下油膜的动态特性,考虑齿轮时变啮合刚度的激励作用,基于动力学理论,建立齿轮系统动力学模型,分析动载荷与静载荷作用下齿轮系统的弹流润滑特性;同时,基于弹流润滑数值解,建立油膜的刚度模型,通过对油膜刚度的求解,验证动载荷作用下油膜的动态特性。研究表明:基于动力学模型进行弹流润滑的求解时,油膜压力和油膜厚度均表现出一定的动态特性,且不同载荷和齿轮转速下的振幅和振频不同;随着载荷的减小和齿轮转速的增大,油膜的刚度减小。