乏油條件下齒輪傳動(dòng)的熱彈流潤滑與膠合失效分析.pdf

1、乏油條件下齒輪傳動(dòng)的熱彈流潤滑問題是近年來研究彈流潤滑理論的熱門問題。傳統(tǒng)彈流潤滑研究均是基于充分供油條件下進(jìn)行的，即潤滑區(qū)的上游邊界離接觸區(qū)足夠遠(yuǎn)，供油量足夠大。如果上游邊界離接觸區(qū)太近，會(huì)使供油量減少，潤滑膜厚變小，這種潤滑狀態(tài)稱為乏油潤滑。齒輪傳動(dòng)乏油潤滑會(huì)使油膜厚度降低，油膜的平均溫升增高，油膜壓力分布趨于Hertz接觸狀態(tài)，導(dǎo)致潤滑失效。齒輪膠合是齒輪傳動(dòng)常見的失效形式之一，由乏油潤滑不足導(dǎo)致的溫升，是齒輪發(fā)生膠合失效的主要原

2、因。因此，對(duì)乏油條件下齒輪傳動(dòng)的熱彈流潤滑與膠合失效的研究具有較高的理論意義和實(shí)際價(jià)值。本文具體的研究工作及結(jié)論如下：
　　1)在赫茲接觸理論的基礎(chǔ)上，建立了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒廓的齒面接觸壓力的理論模型；分析了齒輪嚙合過程中主、從動(dòng)輪輪齒的滑動(dòng)速度，獲得了齒面摩擦熱流量的計(jì)算方法；研究了輪齒嚙合面強(qiáng)制對(duì)流冷卻條件下的對(duì)流傳熱系數(shù)及潤滑油與空氣混合流動(dòng)狀態(tài)下齒輪端面的對(duì)流傳熱系數(shù)的計(jì)算方法。
　　2)在齒輪嚙合原理和非牛頓流體特性的

3、基礎(chǔ)上建立了齒輪傳動(dòng)乏油條件下熱彈流潤滑的數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用多重網(wǎng)格法(Multigrid Method)求解壓力分布時(shí)變解、多重網(wǎng)格積分法計(jì)算彈性變形和逐列掃描法計(jì)算溫度分布時(shí)變解，并分析了乏油條件下熱彈流潤滑的幾個(gè)主要影響因素：等效膜厚、滑滾比和摩擦系數(shù)以及潤滑油流變性和熱效應(yīng)等。
　　3)建立了乏油條件下齒輪潤滑供油模型，并用流量連續(xù)性方程推導(dǎo)出反映乏油條件下供油能力的等效油膜厚度oilh，為后續(xù)乏油理論提供了理論基礎(chǔ)。又分析了

4、輪齒熱膠合的計(jì)算準(zhǔn)則與失效判斷準(zhǔn)則，并用積分溫度法來計(jì)算齒輪膠合承載能力，討論了積分溫度法中各個(gè)參數(shù)的變化。并把乏油理論分為潤滑乏油和冷卻乏油，探討了判斷臨界乏油危險(xiǎn)的計(jì)算公式。
　　4)由乏油熱彈流潤滑理論，結(jié)合已提出的最佳供油量問題，分析了在乏油條件下齒輪傳動(dòng)潤滑供油量的量化計(jì)算方法及在齒輪接觸區(qū)溫升和熱膠合失效的關(guān)系。通過乏油條件下油霧潤滑實(shí)驗(yàn)的對(duì)比驗(yàn)證，證明了潤滑臨界供油量與乏油彈流潤滑數(shù)值計(jì)算結(jié)果是一致的，并分析了齒輪傳