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混合润滑下修形齿轮粘着磨损计算

混合润滑下修形齿轮粘着磨损计算

作者：吕运延湖南大学

学位级别：硕士

齿轮传动在新能源汽车变速箱、机器人精密减速器、航空航天传动系统等领域的应用愈发广泛。齿面载荷较大或润滑不良时,润滑油膜易破裂,使得两啮合齿面直接相互接触,进而导致齿面磨损甚至失效。为了改善齿轮传动的润滑状态和降低齿面磨损... 详细信息

齿轮传动在新能源汽车变速箱、机器人精密减速器、航空航天传动系统等领域的应用愈发广泛。齿面载荷较大或润滑不良时,润滑油膜易破裂,使得两啮合齿面直接相互接触,进而导致齿面磨损甚至失效。为了改善齿轮传动的润滑状态和降低齿面磨损量,本文以渐开线直齿轮为研究对象,建立了线、点接触混合润滑模型,计算了混合润滑下标准和修形齿轮的粘着磨损深度。此外,还研究了齿轮宏微观参数和工况参数对齿面润滑特性和摩擦磨损特性的影响规律。主要研究内容:(1)基于Hertz接触理论和ZMC弹塑性接触模型,推导出轮廓高度服从Gauss分布的粗糙表面的实际接触载荷、压力和面积。结果表明,微凸体实际接触载荷与压力的增大会使得微凸体实际接触面积增加及粗糙表面平均距离降低。(2)基于一维平均Reynolds方程和ZMC弹塑性接触模型,建立了稳态线接触混合润滑模型。采用渐进网格加密法进行求解,对比现有文献中的数值仿真结果,评估提出模型的可靠性。研究载荷参数、速度参数和材料参数对界面润滑特性的影响。结果表明,减小载荷、材料参数和增大速度参数可改善润滑状态。(3)考虑时变效应,将瞬态线接触混合润滑理论应用到直齿轮中。基于修正Archard粘着磨损模型,提出混合润滑下标准直齿轮粘着磨损模型。将计算得到的磨损率与现有文献中的仿真结果及实验数据作比较,验证提出模型的有效性。计算了线接触混合润滑下标准直齿轮粘着磨损深度,研究了模数、压力角、输入功率、输入转速和表面粗糙度对齿面润滑特性和摩擦磨损特性的影响。结果显示,增大模数、压力角、输入转速和降低输入功率、表面粗糙度均可改善齿面润滑状态及减小齿面粘着磨损量。(4)基于二维平均Reynolds方程和ZMC弹塑性接触模型,建立了瞬态点接触混合润滑模型,并将计算结果与现有文献中的仿真结果展开比较,证实提出模型的准确性。结合修正Archard粘着磨损模型,计算点接触混合润滑下鼓形修形直齿轮粘着磨损深度,研究模数、压力角、输入功率、输入转速、表面粗糙度和鼓形修形量对齿面润滑特性和摩擦磨损特性的影响。结果表明,降低鼓形修形量可改善齿面润滑状态和减小齿面粘着磨损量,其他参数的影响规律与对线接触混合润滑粘着磨损模型的一致。

关键词：修形齿轮粘着磨损混合润滑粗糙齿面平均流量模型

低速工况下渐开线圆柱直齿轮齿面粘着磨损计算

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吉林大学学报（工学版） 2021年第5期51卷 1628-1634页

作者：陈魏雷雨龙李兴忠付尧扈建龙侯利国吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室长春130022 吉林大学青岛汽车研究院山东青岛266100

针对低速工况车辆传动系统中齿轮磨损影响系统寿命问题,基于考虑齿面磨损的载荷分配系数模型和Archard磨损模型,提出了一种适用于渐开线圆柱直齿轮的齿面粘着磨损计算方法。通过与试验数据对比,验证了模型的有效性。进而研究了齿面载荷... 详细信息

针对低速工况车辆传动系统中齿轮磨损影响系统寿命问题,基于考虑齿面磨损的载荷分配系数模型和Archard磨损模型,提出了一种适用于渐开线圆柱直齿轮的齿面粘着磨损计算方法。通过与试验数据对比,验证了模型的有效性。进而研究了齿面载荷和磨损因数等因素对齿面磨损深度影响规律,仿真结果表明:渐开线直齿轮节点附近磨损量几乎为零;小齿轮齿根附近齿面磨损最为严重;单、双齿啮合交替区域齿面磨损量相对于其他位置有突变。本文提出的齿面粘着磨损计算模型可以为低速工况齿轮磨损寿命的预测提供理论基础。

关键词：机械设计及理论直齿轮传动低速工况齿面载荷粘着磨损

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准静态与动态载荷下斜齿轮齿面粘着磨损计算

机械工程学报 2018年第23期54卷 10-22页

作者：周长江雷玉英汪红兵韩旭湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083

基于反向圆锥滚子等效接触模型和Archard磨损计算通式,提出了一种适用于标准斜齿轮齿面粘着磨损的计算方法。由时变接触线长百分比和弯-扭-轴耦合动力学模型确定齿面载荷,根据等效接触模型和Hertz接触理论计算齿面压力和滑移距离,求出... 详细信息

基于反向圆锥滚子等效接触模型和Archard磨损计算通式,提出了一种适用于标准斜齿轮齿面粘着磨损的计算方法。由时变接触线长百分比和弯-扭-轴耦合动力学模型确定齿面载荷,根据等效接触模型和Hertz接触理论计算齿面压力和滑移距离,求出准静态与动态载荷下的齿面磨损量。通过将主动轮磨损曲线与相关文献结果比较,验证了上述方法的正确性。几何与工作参数对磨损量的影响分析显示,齿根与齿顶处的磨损量较大,且齿根的磨损量大于齿顶,节圆处的磨损量趋近于零;齿轮前端面至后端面,主动轮磨损量逐渐减小而从动轮磨损量逐渐增大;宽齿轮的磨损量沿齿宽渐趋均布。参数分析表明:增大模数、传动比、齿宽或减小扭矩均可降低磨损量,增大螺旋角或改变转速对减小齿面磨损的作用不明显。上述研究对于提高齿轮表面质量与传动性能,对于减磨设计具有一定的参考价值。

关键词：斜齿轮传动粘着磨损齿面磨损量准静态与动态载荷参数分析

油基纳米WS_2对粘着磨损面的自适应修复行为

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粉末冶金材料科学与工程 2012年第6期17卷 792-798页

作者：石琛毛大恒杨续跃中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学机电工程学院长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083

为考察纳米WS2于油液中对已有粘着磨损表面的作用行为,通过摩擦实验、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线能量色散谱分析(EDS)、氩离子溅射分析等手段,研究油基纳米WS2对粘着磨损表面的形貌与表面膜层成分分布的影响。结果表明:油基纳米WS... 详细信息

为考察纳米WS2于油液中对已有粘着磨损表面的作用行为,通过摩擦实验、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线能量色散谱分析(EDS)、氩离子溅射分析等手段,研究油基纳米WS2对粘着磨损表面的形貌与表面膜层成分分布的影响。结果表明:油基纳米WS2可有效改善粘着磨损表面形貌,使磨损表面粗糙度降低46.5%,并减少磨损量82.3%,油液温升降低27.6%;油基纳米WS2通过其中的纳米WS2颗粒在粘着磨损面形成由纳米WS2、纳米WO3、纳米FeS和纳米FeSO4组成的致密极压抗磨修复层,该修复层通过滑移铺展将粘着磨损表面修复平整,表现出良好的自适应修复特性。

关键词：纳米WS2 粘着磨损自适应修复

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干摩擦状态下斜齿轮齿面粘着磨损研究

煤矿机械 2023年第3期44卷 66-70页

作者：马秋艳青岛市技师学院轨道交通学院山东青岛266229

根据渐开线斜齿轮传动啮合特点,将其等效为一对反向圆锥滚子接触,基于Archard磨损计算公式建立其在干摩擦状态下的准静态齿面粘着磨损计算模型,对其齿面磨损特性进行数值仿真,并在此基础上进一步分析齿宽、螺旋角、转矩以及载荷循环次... 详细信息

根据渐开线斜齿轮传动啮合特点,将其等效为一对反向圆锥滚子接触,基于Archard磨损计算公式建立其在干摩擦状态下的准静态齿面粘着磨损计算模型,对其齿面磨损特性进行数值仿真,并在此基础上进一步分析齿宽、螺旋角、转矩以及载荷循环次数等参数变化对齿面累积磨损深度的影响。结果表明:干摩擦状态下,斜齿轮传动系统中主动轮齿面磨损深度大于从动轮,最大齿面磨损深度出现在主动轮齿根啮合位置;转矩、齿宽与载荷循环次数变化对齿面磨损分布影响较大,螺旋角变化对齿面磨损分布影响较小。

关键词：干摩擦斜齿轮粘着磨损啮合特性

基于In,Cu单镀液和纳米MoS_2复合镀液电刷镀层的抗粘着磨损性能研究

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表面技术 2016年第1期45卷 89-95页

作者：陈元迪广州航海学院船舶工程系广州510725

目的在Cr12MoV模具钢上电刷镀制备出多种具有自润滑性和减磨性能好的涂层,筛选出与奥氏体不锈钢对磨时抗粘着磨损性能优秀的镀层,改善模具的抗粘着磨损性能。方法采用电刷镀方法制备In,Cu单镀液镀层及Ni-W(D)-Mo S2(纳米)和Cu-MoS_2(纳... 详细信息

目的在Cr12MoV模具钢上电刷镀制备出多种具有自润滑性和减磨性能好的涂层,筛选出与奥氏体不锈钢对磨时抗粘着磨损性能优秀的镀层,改善模具的抗粘着磨损性能。方法采用电刷镀方法制备In,Cu单镀液镀层及Ni-W(D)-Mo S2(纳米)和Cu-MoS_2(纳米)复合电刷镀镀层,对4种镀层与1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢进行对磨磨损实验,载荷为100 N,磨损时间为300 min,并分析磨损质量损失,同时采用扫描电镜观察分析各镀层的抗粘着磨损实验结果。结果 4种镀层都不同程度地提高了抗粘着磨损能力,但Cu单镀液镀层和Cu-MoS_2(纳米)复合镀层在磨损实验的前150 min磨损质量损失明显,磨损质量损失率分别达到0.105%和0.136%,而In和Ni-W(D)-Mo S2镀层都很小,分别为0.024 57%和0.031 74%,体现出更良好的抗粘着能力和耐磨性。结论在被加工工件的强度不高时,Cu镀层和Cu-MoS_2(纳米)复合镀层仍然具有一定的抗粘着磨损性能,而在被加工工件为具有较明显加工硬化现象的强度较高的奥氏体不锈钢时,In和Ni-W(D)-Mo S2镀层具有更好的抗粘着磨损性能,其中Ni-W(D)-Mo S2镀层表现出了最优秀的综合耐磨性。

关键词： In镀层 Cu镀层 Ni-W(D)-MoS_2复合镀层 Cu-MoS2复合镀层纳米MoS2 奥氏体不锈钢电刷镀粘着磨损模具修复