弹性滚子间油膜的热流体动力润滑分析

论文摘要

本文研究了弹性滚子间油膜的流体动力流润滑理论，全文主要包括三部分内容，即圆锥与平面的间隙公式的推导、两圆柱和两正反圆锥滚子的等温弹流润滑以及它们的热弹流润滑数值解。第一部分对圆锥滚子进行几何分析，推导了圆锥与平面的间隙公式，该公式既适用于圆锥滚子又适用于圆柱滚子。第二部分是在第一部分的基础上，以圆锥轴承、圆锥齿轮和斜齿轮为工程背景，研究了两圆柱和两正反圆锥滚子的弹流润滑问题，得到了这些问题的等温解。进而分析了圆锥锥度、不同的母线修形函数和修形幅值、滚子间倾角及滚子的端部圆角半径等参数对两圆柱和两正反圆锥滚子等温弹流润滑性能的影响。结果表明，余弦修形对滚子的润滑最为有利，而上述参数的改变均会对滚子中部和端部油膜厚度产生重要的影响。第三部分以前两部分为基础，先对两同向圆锥滚子的热非牛顿解、热牛顿解、等温非牛顿解和等温牛顿解做了分析与讨论，接下来具体研究了最大Hertz接触压力和滑滚比等参数对两同向圆锥滚子以及两反向圆锥滚子的热非牛顿润滑状况的影响。结果表明，在本文的参数范围内，热效应总是使得接触区内的润滑状况变差，而母线修形和端部修形等措施对改善润滑性能总是有效的。

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 弹性流体动力润滑的研究进展
• 1.2.1 计算方法概述
• 1.2.2 实验测试和方法
• 1.3 本文的研究背景
• 1.3.1 热弹流润滑问题
• 1.3.2 有限长线接触弹流润滑问题
• 1.4 本文的主要研究内容及意义
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 本文研究工作的意义
• 第2章 圆锥与相切平面的间隙
• 2.1 几何分析
• 2.2 速度分析
• 第3章 圆锥滚子的等温弹流润滑
• 3.1 有量纲数学模型
• 3.2 无量纲数学模型
• 3.3 数值求解方法
• 3.3.1 无量纲方程的离散
• 3.3.2 压力松弛的多重网格法
• ∞的调整方法'>3.3.3 H_∞的调整方法
• 3.4 一组典型解
• 3.5 本章小结
• 第4章 等温结果及讨论
• 4.1 锥角的影
• 4.1.1 两圆柱的膜厚和压力
• 4.1.2 锥角对两同向圆锥的影响
• 4.1.3 锥角对两反向圆锥的影响
• 4.2 母线修形函数的影响
• 4.2.1 不同修形函数的比较
• 4.2.2 余弦修形幅值 A的影响
• 4.2.3 两同向圆锥余弦修形
• 4.2.4 两反向圆锥余弦修形
• 4.3 倾角θ的影响
• 4.3.1 倾角θ对两余弦修形圆柱的影响
• 4.3.2 倾角θ对两同向余弦修形圆锥的影响
• 4.3.3 倾角θ对两反向余弦修形圆锥的影响
• 4.4 端部修形半径 Ry的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 热分析数学模型和数值方法
• 5.1 有量纲数学模型
• 5.1.1 求解域和滑滚比
• 5.1.2 基本方程
• 5.1.3 有关方程的边界条件
• 5.2 无量纲数学模型
• 5.3 数值求解方法
• 5.3.1 等效粘度 *的计算
• 5.3.2 温度网格
• 5.4 结果分析
• 5.4.1 热-非牛顿解
• 5.4.2 热-牛顿解
• 5.4.3 四种解的比较
• 5.5 本章小结
• 第6章 热非牛顿解的主要结果
• 6.1 最大 Hertz 压力的影响
• 6.1.1 对两同向圆锥的影响
• 6.1.2 对两反向圆锥的影响
• 6.2 滑滚比的影响
• 6.2.1 对两同向圆锥的影响
• 6.2.2 对两反向圆锥的影响
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的学术论文
• 致谢