传动装置旋转油路流动状态分析与影响机制研究

摘要

近年来，齿轮制造业迅猛发展，不论是产量还是产值都逐年大幅增长。齿轮是机械设备最关键的基础零件之一，对机械设备性能和稳定性至关重要。齿轮的工作性质决定了齿轮必须得到良好润滑才能高效安全运转。由于齿轮润滑不足导致机械故障事故层出不穷，因此如何保证齿轮充分润滑是我们需要解决的问题，从而提高齿轮使用寿命，降低机械故障率。本文就某型号车辆行星变速机构中的齿轮润滑问题提出了新型润滑方式并进行了相关研究。
　　变速机构结构紧凑且装配复杂，传统润滑方式无法完全满足对行星齿轮良好润滑。本文提出的润滑方式为在变速机构主从转动构件一、二上各钻取两个润滑油路，对指定齿轮润滑部位设置润滑出口以实现齿轮的良好润滑。此润滑油路设计的关键在于出口处甩油量能否满足相应齿轮的润滑要求，故利用计算流体力学方法对润滑油路内流场流动状态及出口甩油量进行深入分析与研究。
　　在旋转润滑油路的建模计算中，首先，建立简化后旋转圆管内流体计算域模型，有针对性地考察入口油压、转速及出口方向等因素对管内流体流动状态和出口流量的影响规律。其次，建立构件一、二内润滑油路流体计算域，经过数值模拟计算，获得了构件内油路中流场速度分布规律，压力部分规律以及不同出口甩油量影响规律。最后，建立整体结构的润滑油路流体计算域，对整个变速机构的润滑系统进行数值模拟计算，获得了润滑系统中流场流速矢量图、流线图与压力分布云图，对比分析了在4种传动比、转速0-3500r/min工况下5处润滑出口的甩油量及其影响规律。并对照各个润滑出口的甩油量要求，对不满足条件的出口进行了优化改进，保证即使在最恶劣的工况下齿轮亦能充分润滑。
　　设计并构建了可以控制入口油压和转速测量出口流量的试验台，获取了不同入口油压与转速下润滑出口甩油量规律曲线，对比仿真数据，验证了仿真模型的可靠性。充分验证了设计润滑油路的合理性与正确性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 旋转油路内流体流动研究现状

1.3 计算流体力学应用现状

1.4 主要研究内容

第二章 润滑系统流场的数值模拟理论

2.1 计算流体力学基本控制方程组

2.2 控制方程的离散化

2.3 湍流计算模型

2.4 本章小结

第三章 旋转圆管内流体流动状态及影响机制研究

3.1 旋转圆管内流体计算域模型的建立

3.2 流体计算域前处理

3.3 计算结果分析

3.4 仅存在径向出口的圆管内流体流动状态对比

3.5 本章小结

第四章 行星齿轮系润滑系统内油路流动状态及影响机制研究

4.1 构件一内润滑油路流动状态研究

4.2 构件二内润滑油路流动状态研究

4.3行星变速机构润滑系统内润滑油路流动状态研究

4.4 构件二润滑油路出口的结构优化

4.5 本章小结

第五章 行星变速机构润滑装置试验研究

5.1 旋转油路试验台

5.2 试验台测控系统

5.3 试验结果与分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 研究工作总结

6.2 创新点

6.3 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文