直齒輪彈流潤(rùn)滑接觸的剛度與阻尼研究.pdf

1、齒輪工作時(shí)接觸齒面會(huì)發(fā)生變形，成為齒輪振動(dòng)的來(lái)源之一。齒輪常工作在彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑（簡(jiǎn)稱彈流）狀態(tài)下，油膜除了發(fā)生變形外，由于潤(rùn)滑的粘性擠壓效應(yīng)，在油膜內(nèi)部發(fā)生能量耗散，產(chǎn)生油膜阻尼效應(yīng)。研究齒輪副潤(rùn)滑狀態(tài)下油膜剛度與阻尼，開(kāi)發(fā)基于解析法和數(shù)值法的接觸剛度、油膜剛度與油膜阻尼計(jì)算模型，研究載荷、速度、供油狀態(tài)等對(duì)油膜剛度與阻尼的影響規(guī)律，具有重要的理論價(jià)值與工程意義。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）基于Hertz最大

2、彈性變形模型和Yang-Sun載荷變形模型推導(dǎo)齒輪接觸剛度計(jì)算公式，討論工況對(duì)接觸剛度的影響研究，結(jié)果表明，載荷對(duì)接觸剛度的影響較小，Yang-Sun模型的剛度計(jì)算結(jié)果與Hertz模型的剛度數(shù)值的數(shù)量級(jí)一致，同時(shí)線性化的載荷-變形關(guān)系是合理的；
　?。?）建立穩(wěn)態(tài)線接觸彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑接觸副接觸模型，提出基于最小膜厚與中心膜厚經(jīng)驗(yàn)公式、以及數(shù)值方法的油膜剛度計(jì)算方法，分析工況、表面粗糙度以及乏油程度對(duì)油膜剛度的影響，表明在一定的工

3、況范圍內(nèi)，四種油膜剛度計(jì)算方法預(yù)測(cè)的油膜剛度數(shù)值基本一致；油膜剛度隨著載荷的增大而增大，隨著卷吸速度的增大而減小。相同工況條件下，油膜剛度數(shù)值比接觸剛度數(shù)值大2~3個(gè)數(shù)量級(jí)；
　?。?）基于時(shí)變線接觸彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑模型，構(gòu)建接觸體-潤(rùn)滑油膜接觸-振動(dòng)模型，提出振動(dòng)系統(tǒng)施加正弦載荷激勵(lì)、常數(shù)載荷兩種量化油膜阻尼的方法，推導(dǎo)油膜阻尼計(jì)算公式。研究振動(dòng)系統(tǒng)時(shí)變特性，評(píng)估工況對(duì)油膜阻尼的影響情況，結(jié)果表明建立的時(shí)變振動(dòng)-接觸模型的系統(tǒng)動(dòng)

4、態(tài)響應(yīng)符合具有粘性阻尼效應(yīng)的單自由振動(dòng)模型，對(duì)簡(jiǎn)諧振動(dòng)而言，油膜阻尼獨(dú)立于正弦載荷的幅值與頻率，油膜阻尼隨著載荷的增大而減小，隨著卷吸速度的增大也呈現(xiàn)減小趨勢(shì)；
　?。?）以FZG試驗(yàn)用齒輪為研究對(duì)象，結(jié)合提出的接觸剛度、油膜剛度、油膜阻尼計(jì)算模型，研究嚙合周期內(nèi)直齒輪接觸剛度、油膜剛度、油膜阻尼變化規(guī)律，表明齒輪接觸剛度受載荷的影響?。恢饼X輪油膜剛度與載荷有關(guān)，隨著輸入轉(zhuǎn)矩的增大而增大，隨著輸入轉(zhuǎn)速的增大而減??；油膜阻尼隨著輸入