渐开线斜齿圆柱齿轮时变热弹流润滑研究

论文摘要

本文研究了渐开线斜齿圆柱齿轮的时变弹流润滑问题,主要包括三部分内容:1、实际斜齿轮到计算模型的转化;2、斜齿轮的时变等温弹流润滑;3、斜齿轮的时变热弹流润滑。第一部分详细分析了渐开线斜齿圆柱齿轮的几何参数、特点,着重利用斜齿轮齿形的螺旋线性质、渐开线的压力角与展角的关系,推导出将斜齿轮任一啮合瞬时的几何参数转化为两个反向圆台的几何参数的计算公式。对于载荷在不同啮合齿对上的分配问题,假定齿轮承受的总载荷在总接触线长度上平均分布,并利用FORTRAN程序计算了当前待计算齿对的承载比例。第二部分是在第一部分的基础上,研究了斜齿轮的一对轮齿不同啮合瞬时等温弹流润滑问题。利用齿面接触线域与齿轮啮合线域的一一对应关系,分析了各瞬时的油膜压力和厚度的时变特点,并进一步分析了啮合线上油膜压力和厚度的时变特点。结果表明,通过分析转化得到的各不同瞬时圆台的弹流润滑现象可以模拟斜齿轮的时变润滑变化趋势,但并不能从最长接触线状态的润滑情况直接“截取”一部分来代表各不同瞬时的润滑情况。第三部分计算并分析了斜齿轮一对轮齿不同瞬时的热弹流润滑问题。与等温解对比,分析了加入温度影响后油膜压力、厚度及油膜温度的变化趋势。结果表明,由于热效应的影响,油膜内部的压力更大,膜厚更小;第二压力峰更高,油膜的出口处颈缩程度更大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 物理量名称及符号表
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 弹流润滑理论国内外研究进展
• 1.2.1 弹流润滑理论的发展
• 1.2.2 计算方法概述
• 1.2.3 弹流润滑试验研究现状
• 1.3 齿轮弹流润滑理论研究进展
• 1.4 非Newton弹流润滑研究进展
• 1.5 非稳态弹流润滑问题
• 1.6 微弹流润滑问题
• 1.7 本文的主要内容及研究意义
• 1.7.1 主要研究内容
• 1.7.2 本文的研究意义
• 第2章 斜齿圆柱齿轮的弹流润滑模型
• 2.1 几何分析
• 2.2 参数转化
• 2.2.1 参数变量
• 2.2.2 基本参数的计算
• 2.2.3 最长接触线状态下圆台参数的计算
• 2.2.4 啮入阶段对应圆台参数的计算
• 2.2.5 啮出阶段对应圆台参数的计算
• 2.3 载荷与速度的转化
• 2.3.1 载荷的转化
• 2.3.2 速度的转化
• 2.4 载荷分配与程序计算
• 2.4.1 载荷分配
• 2.4.2 程序计算
• 2.5 本章小结
• 第3章 斜齿圆柱齿轮的时变等温弹流润滑分析
• 3.1 计算参数
• 3.2 关于圆台的几何分析
• 3.3 求解域的设定及速度分析
• 3.4 数学模型及无量纲化
• 3.4.1 基本方程
• 3.4.2 基本方程的无量纲化
• 3.5 数值求解方法
• 3.6 结果分析
• 3.6.1 不同瞬时的油膜的压力和厚度的变化
• 3.6.2 齿面接触线上不同位置的压力和膜厚的变化趋势
• 3.6.3 啮合线上压力和膜厚的变化趋势
• 3.7 本章小结
• 第4章 斜齿圆柱齿轮的时变热弹流润滑分析
• 4.1 计算参数及圆台的几何分析
• 4.2 求解域的设定
• 4.3 数学模型及无量纲化
• 4.3.1 基本方程
• 4.3.2 基本方程的边界条件
• 4.3.3 基本方程的无量纲化
• 4.3.4 边界条件的无量纲化
• 4.4 数值求解方法
• 4.5 结果分析
• 4.5.1 不同瞬时油膜的压力、厚度和温度的变化
• 4.5.2 啮合线上压力、厚度和温度的变化趋势
• 4.5.3 与等温解的比较
• 4.6 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的学术论文
• 致谢