车辆高速行星传动行星轮轴向滑动支承润滑特性研究

摘要

提高行星轮支承的转速是提高车辆行星传动功率密度的主要制约因素之一。为减小行星轮轴向支承的磨损，并能适应高转速工况的需求，论文在传统光滑表面支承的基础上引入动压润滑机制，对其进行加工沟槽的流体动压润滑设计，使其与行星齿轮之间发生相对运动时产生流体动压承载力，从而实现两者的非接触而降低磨损，并增强冷却性能。
　　基于雷诺方程，引入槽边倾斜角度和槽底倾斜角度两个槽型参数，建立了槽型截面分别为三角形、矩形、圆弧形槽型的膜厚分布函数，考虑了流体密度和流体黏度受流体温度和压力等因素的影响，建立了轴向支承的流体动压润滑数值模型。采用有限体积法进行离散求解，研究其润滑特性。
　　对轴向支承流体动压润滑特性随转速发生变化的规律进行研究，发现油膜承载力、润滑油流量和润滑油温升随转速的增加呈线性增大，且变化非常明显。由相关数据分别对比了矩形槽、三角形槽、圆弧形槽三种槽型的流体动压润滑性能，可知，在同等条件下，三角形槽的油膜承载力和润滑油温升最大，圆弧形槽次之，矩形槽最小，而润滑油流量则与之相反。
　　对轴向支承流体动压润滑特性随槽边倾斜角度发生变化的规律进行分析，结果表明:油膜承载力随着槽边倾斜角度的增大先增大后减小，在槽边倾斜角度处于-0.05rad和-0.04rad之间时达到最大值;润滑油流量随着槽边倾斜角度的增大则是先减少再增加，在槽边倾斜角度处于0.05rad和0.06rad之间时达到最小值;润滑油温升随着槽边倾斜角度的增大先升高后降低，直到槽边倾斜角度到达0.06rad附近时温升达到最大值。
　　对轴向支承流体动压润滑特性随槽底倾斜角度发生变化的规律进行分析，研究发现:油膜承载力随槽底倾斜角度绝对值的增大而增大，在槽底倾斜角度为0rad时油膜承载力达到最小值;润滑油流量随着槽底倾斜角度的增大而不断减少;润滑油温升随着槽底倾斜角度的增大而不断升高。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究目标

1．1．3 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 行星轮轴向支承摩擦学特性研究现状

1．2．2 雷诺方程在流体润滑中的应用及其数值求解的研究现状

1．2．3 端面开槽技术在机械密封方面的研究现状

1．2．4 存在的问题

1．3 研究内容及结构

第2章 行星轮轴向支承流体动压润滑数学模型

2．1 流体润滑理论基础

2．1．1 雷诺方程

2．1．2 雷诺方程的边界条件

2．1．3 流体润滑特性计算

2．1．4 油膜温升的影响

2．1．5 流体密度函数

2．1．6 流体粘温、粘压方程

2．2 行星轮轴向支承数学模型

2．2．1 轴向支承结构及工作环境

2．2．2 轴向支承油槽形式的选择

2．2．3 加工有沟槽的轴向支承模型

2．3 本章小结

第3章 膜厚分布函数的建立

3．1 沟槽端面边界的确定

3．2 沟槽槽底中心线的确定

3．3 沟槽膜厚分布函数的建立

3．3．1 矩形槽膜厚分布函数

3．3．2 三角形槽膜厚分布函数

3．3．3 圆弧槽膜厚分布函数

3．4 坐标系转换

3．5 本章小结

第4章 行星轮轴向支承动压润滑特性计算

4．1 基于有限体积法的压力分布求解

4．2 润滑特性计算

4．3 计算流程

4．4 计算分析软件

4．4．1 软件介绍

4．4．2 软件特点

4．5 本章小结

第5章 轴向支承跨速润滑特性

5．1 转速对油膜承载力的影响

5．2 转速对润滑油流量的影响

5．3 转速对润滑油温升的影响

5．4 沟槽截面形状对润滑特性的影响

5．5 本章小结

第6章 槽型倾斜度对润滑特性的影响

6．1 槽边倾斜度对润滑特性的影响

6．1．1 槽边倾斜度对油膜承载力的影响

6．1．2 槽边倾斜度对润滑油流量的影响

6．1．3 槽边倾斜度对润滑油温升的影响

6．2 槽底倾斜度对润滑特性的影响

6．2．1 槽底倾斜度对油膜承载力的影响

6．2．2 槽底倾斜度对润滑油流量的影响

6．2．3 槽底倾斜度对润滑油温升的影响

6．4 本章小结

结论

全文总结

论文创新点

本研究展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果