摆线针轮传动弹性流体动力润滑特性研究

摘要

研宄课题来源于国家自然科学基金资助项目“无侧隙啮合锥形摆线针轮行星精密定轴传动关键技术研宄(51175523)”和“基于多尺度形貌-润滑齿面接触时变特征的齿轮耦合动力学研宄(51575061)”。
　　摆线针轮传动以其传动精度高、传动比大、结构紧凑和使用周期长等优点，而被广泛应用于微型器械、机器人和测试仪器等。摆线针轮传动的研宄主要集中在摆线轮齿廓修形、创新结构理论以及先进加工技术方面的研宄，润滑特性方面的研宄较少。摆线针轮传动啮合过程中的润滑特性不仅影响齿轮的传递精度和接触疲劳，而且影响传动系统动态特性以及传动效率，故有必要开展摆线针轮传动润滑特性分析，为摆线针轮传动参数设计提供摩擦学理论依据。
　　论文主要研宄内容如下：
　　①摆线针轮传动热弹流润滑数值分析模型。通过对摆线针轮传动几何与运动学分析，得到啮合过程中的等效曲率半径、卷吸速度及啮合力等参数。采用广义Reynolds方程，基于Newton、Ostwald和 Eyring流体建立摆线针轮传动线接触时变热弹流润滑数值模型。
　　②摆线针轮传动润滑特性研宄。研宄摆线针轮传动纯滚动接触条件下，不同流体对啮合过程中摩擦系数和摩擦损失功率影响规律，讨论Eyring流体和Ostwald流体的非牛顿特征及工况变化对摆线针轮传动啮合过程中润滑特性的影响。
　　③设计参数变化对摆线针轮传动润滑特性影响。利用啮合过程中的最小膜厚、摩擦系数和摩擦损失功率来评价摆线针轮传动润滑状态，讨论短幅系数、针齿半径和修形参数变化对摆线针轮传动润滑特性的影响。
　　④摆线针轮传动乏油润滑特性研宄。建立摆线针轮传动乏油润滑数值模型，以入口油膜厚为输入参数来表征乏油程度变化，研宄入口油膜厚度变化对油膜温度、中心膜厚、有效膜厚起始位、润滑效率及摩擦系数和摩擦损失功率的影响规律，论讨工况和非牛顿特征变化对入口油膜厚度的影响。
　　⑤供油量变化对摆线针轮传动乏油润滑特性影响。讨论供油量沿齿宽变化对齿宽方向上的压力和膜厚分布的影响，研宄啮合过程中不同分布供油量变化对摆线针轮传动乏油润滑特性的影响，以不同优化目标得到啮合过程中所需供油量变化规律。

目录

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中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1 .1课题研究背景及意义

1 .2课题国内外研究现状

1 .3论文主要研究内容

2 摆线针轮传动弹流润滑数值分析模型

2 .1引言

2 .2摆线针轮传动几何与运动学分析

2 .3摆线针轮传动润滑控制方程

2 .4摆线针轮传动润滑模型数值求解

2 .5本章小结

3 摆线针轮传动润滑特性研究

3 .1引言

3 .2摆线针轮传动润滑特性分析

3 .3非牛顿流体对摆线针轮传动润滑特性影响

3 .4工况变化对摆线针轮传动润滑特性影响

3 .5本章小结

4 设计参数变化对摆线针轮传动润滑特性影响

4 .1引言

4 .2几何设计参数对摆线针轮传动润滑特性影响

4 .3修形参数对摆线针轮传动润滑特性影响

4 .4本章小结

5 摆线针轮传动乏油润滑特性研究

5 .1引言

5 .2摆线针轮传动乏油润滑数值分析模型

5 .3摆线针轮传动乏油润滑特性分析

5 .4工况变化对乏油润滑特性影响

5 .5非牛顿特性对乏油润滑特性影响

5 .6本章小结

6 供油量变化对摆线针轮传动乏油润滑特性影响

6 .1引言

6 .2齿向供油量变化对摆线针传动乏油润滑特性影响

6 .3啮合过程中供油量变化对乏油润滑特性影响

6 .4啮合过程中最佳供油量分析

6. 5 本章小结

7 结论与展望

7 .1结论

7 .2论文创新点

7 .3展望

致谢

参考文献

附录

A.作者在攻读学位期间发表的论文目录

B.作者在攻读学位期间申请的专利目录

C.作者在攻读学位期间参与的科研项目目录

D.作者在攻读学位期间获得的奖项目录