基于非牛顿流体的圆柱齿轮副热弹流润滑研究

摘要

圆柱齿轮具有传动效率高、结构紧凑、承载能力大等优点，因此被广泛应用于船舶、汽车、航空等领域。润滑失效是圆柱齿轮传动失效的主要方式之一，而油膜破裂导致金属固体直接接触，产生局部高温，容易形成齿面磨损、胶合等失效形式。目前，齿轮的摩擦、磨损及润滑问题的研究已成为新的热点研究区域。本文以圆柱齿轮副为研究对象，基于有限长线接触模型，开展其非牛顿流体热弹流润滑研究，为齿轮参数设计提供摩擦学理论依据，具有一定的理论意义和工程应用价值。
　　本研究主要内容包括：⑴圆锥滚子接触副的弹流润滑数值研究。以圆锥滚子与无限大刚性平面接触模型为研究对象，研究其压力、膜厚和温度的分布情况，分析不同工况下摩擦系数的变化规律，为斜齿轮传动的润滑分析提供理论基础。⑵直齿轮副非牛顿流体热弹流润滑数值研究。针对直齿轮副弹流润滑模型，考虑流体的非牛顿特性、时变效应以及热效应，研究工况参数对其摩擦特性的影响。⑶斜齿轮副牛顿流体等温弹流润滑数值研究。将斜齿轮啮合等效为两个反向圆锥接触的润滑模型，结合啮合过程中曲率半径、卷吸速度、滑滚比以及载荷分配的变化规律，研究斜齿轮在不同接触位置及啮合位置的润滑特性，分析工况参数对斜齿轮副润滑性能的影响。⑷斜齿轮副非牛顿流体热弹流润滑数值研究。在斜齿轮副牛顿流体润滑研究基础上，考虑流体的非牛顿特性以及热效应对其斜齿轮副润滑性能的影响，应用多重网格法进行求解，获得其润滑特性参数，分析工况参数对摩擦系数的影响规律。⑸有限长线接触弹流润滑试验研究。利用摩擦磨损试验机测量圆锥滚子与圆盘接触润滑的摩擦系数，且与理论结果对比分析，以验证前文有限长线接触理论研究的正确性。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3 本文研究内容

第二章 圆锥滚子接触副弹流润滑数值研究

2.1引言

2.2圆锥滚子结构参数分析

2.3圆锥滚子接触副润滑基本方程及其无量纲化

2.4数值分析方法

2.5结果分析

2.6本章小结

第三章 直齿轮副非牛顿流体热弹流润滑数值研究

3.1引言

3.2直齿轮传动参数及载荷分配的计算方法

3.3非牛顿流体模型的分析比较

3.4热弹流润滑模型基本方程及其无量纲化

3.5数值计算方法

3.6结果分析

3.7本章小结

第四章 斜齿轮副牛顿流体等温弹流润滑数值研究

4.1引言

4.2斜齿轮传动参数及载荷分配计算

4.3润滑控制基本方程及其无量纲化

4.4数值计算方法

4.5结果分析

4.6本章小结

第五章 斜齿轮副非牛顿流体热弹流润滑数值研究

5.1引言

5.2润滑控制基本方程及其无量纲化

5.3数值计算方法

5.4结果分析

5.5本章小结

第六章 有限长线接触弹流润滑试验研究

6.1引言

6.2试验方案

6.3试验准备

6.4试验过程与结果分析

6.5本章小结

第七章 总结与展望

7.1本文的主要工作

7.2工作展望

参考文献

致谢

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