高速人字齿轮副风阻损失及其影响因素分析

作     者：林腾蛟 刘瑞锐 LIN Tengjiao;LIU Ruirui

作者机构：重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2021年第36卷第7期

页      面：1533-1544页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB2001502) 中央高校基本科研业务费(2020CDCGJX021) 

主　　题：人字齿轮副 风阻损失 计算流体动力学(CFD) 瞬态模拟 风阻力矩 

摘      要：建立高速人字齿轮副外部空气的流体动力学模型,基于RNG(re-normalization grop)k-ε湍流模型及动网格技术,仿真分析了齿轮周围气流瞬态特性,阐明了齿轮风阻损失机理,研究了齿轮副转速、转向和螺旋角变化对风阻功率的影响规律。结果表明:齿轮副风阻损失主要来源于齿面压差力矩,风阻功率近似与转速的3次方成正比;齿轮副正反转将改变轮齿周围气流方向及齿面最大压差位置,但对风阻功率无影响;螺旋角增大有利于降低风阻功率,螺旋角越大,齿轮副风阻功率降低越显著。单齿风阻力矩曲线呈周期变化,通过啮合区时出现增大-减小至负值-再增大-减小至平稳的波动特性,在非啮合区时趋于平稳;单齿风阻力矩波动值随转速增大而增大,随螺旋角增大而减小。