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非牛顿大滑滚比工况的斜齿轮热摩擦特性分析

航空动力学报 2018年第4期33卷 999-1008页

作者：陆凤霞朱如鹏顾俊杰杨剑飞南京航空航天大学机电学院南京210016

考虑啮合过程中接触线长度及齿面载荷的时变性,结合沿接触线方向综合曲率半径及卷吸速度的瞬态特点,建立满足航空传动润滑剂非牛顿流体及大滑滚比工况的有限长线接触斜齿轮热弹流润滑(TEHL)模型。采用多重网格法及逐列扫描法,获得适用... 详细信息

考虑啮合过程中接触线长度及齿面载荷的时变性,结合沿接触线方向综合曲率半径及卷吸速度的瞬态特点,建立满足航空传动润滑剂非牛顿流体及大滑滚比工况的有限长线接触斜齿轮热弹流润滑(TEHL)模型。采用多重网格法及逐列扫描法,获得适用于宽泛工况范围的斜齿轮热弹流润滑完全数值解;分析非牛顿及大滑滚比情形下的斜齿轮传动热摩擦特性。结果表明:斜齿轮端部存在明显压力及温度尖峰,且离入口愈近膜厚会略减小;非牛顿特性对温度场影响显著,且接触线过节点时温度分布呈"V"型分布;摩擦因数沿啮合线方向在节点处接近于0且向两侧逐渐增大,同时随滑滚比的增大而增大。

关键词：斜齿轮弹性流体动力润滑(EHL) 非牛顿流体大滑滚比热特性摩擦因数

大滑滚比条件下非牛顿流体线接触热弹流润滑分析

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润滑与密封 2019年第9期44卷 31-36页

作者：唐洪伟王静孙楠楠朱建荣青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520 潍柴动力股份有限公司内燃机可靠性国家重点实验室山东潍坊261061

研究在大滑滚比条件下,光滑表面Ree-Eying流体热弹性流体动力润滑接触中油膜的变化。建立大滑滚比下使用Eying流体的时变热弹流数学模型,使用多重网格方法求解雷诺方程、弹性变形方程,使用逐列扫描法求解油膜和固体能量方程,获得大滑滚... 详细信息

研究在大滑滚比条件下,光滑表面Ree-Eying流体热弹性流体动力润滑接触中油膜的变化。建立大滑滚比下使用Eying流体的时变热弹流数学模型,使用多重网格方法求解雷诺方程、弹性变形方程,使用逐列扫描法求解油膜和固体能量方程,获得大滑滚比情况下非牛顿流体线接触热弹性流体动力润滑数值解。结果表明:随着滑滚比的增大,压力凸起、油膜起始于接触区右侧且不明显,此后随着滑滚比的增加,压力凸起和油膜凹陷逐渐向中心接触区移动,压力峰变大,中心凹陷加深。同时温度曲线也逐渐升高,中高速条件下油膜最大温升曲线的凸起也是起始于接触区右侧最后移动到接触区中心。

关键词：大滑滚比线接触非牛顿流体热弹流润滑油膜温度

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大滑滚比工况下弹流摩擦试验研究

大滑滚比工况下弹流摩擦试验研究

作者：邴雷刚合肥工业大学

学位级别：硕士

齿轮、轴承等是机械工业中常用的零件,它们的润滑与摩擦特性对机械设备的性能和寿命起着举足轻重的作用;而这些高副零件大都处于弹流润滑状态。目前,有关弹流润滑的数值计算较多,而弹流摩擦的试验数据,尤其是大滑滚比工况下的弹流摩擦... 详细信息

齿轮、轴承等是机械工业中常用的零件,它们的润滑与摩擦特性对机械设备的性能和寿命起着举足轻重的作用;而这些高副零件大都处于弹流润滑状态。目前,有关弹流润滑的数值计算较多,而弹流摩擦的试验数据,尤其是大滑滚比工况下的弹流摩擦试验数据却还不充分。因此,大滑滚比工况下弹流摩擦的试验研究无论对生产实践还是对理论研究都有非常重要的意义。本文从高副零件的实际工况参数出发,对现有的JPM-1型双盘接触疲劳摩擦磨损试验机进行了改造,增加了试验机的摩擦系数测量功能,并提高了试验机的自动化程度。在此基础之上,针对大滑滚比和线接触工况,分中轻载和重载两种情况在改造后的双盘试验机上进行了大量的弹流摩擦试验,测得了不同具体工况下的弹流摩擦系数;通过对试验结果的分析和总结,得出了大滑滚比工况下弹流摩擦系数随载荷、滑滚比和转速等工况参数的变化规律。然后,从接触表面的弹性变形、润滑剂的粘压效应和热效应等多个角度对弹流摩擦系数随各工况参数的变化规律进行了解释。为进一步反映弹流摩擦系数随各工况参数的变化规律,本文还针对试验工况选用合适的油膜厚度公式,计算了弹流油膜厚度,分析了载荷、滑滚比和转速等工况参数对弹流油膜厚度的影响。

关键词：大滑滚比线接触弹流摩擦系数

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大滑滚比时变热弹流润滑数值分析

大滑滚比时变热弹流润滑数值分析

作者：王晓萌青岛理工大学

学位级别：硕士

本文旨在以偏心球/凸轮接触副为研究对象,揭示时变非牛顿热弹性流体动力润滑（弹流润滑）特性。偏心球/凸轮机构在机械装置中应用较多,但该类接触副因在运行中速度、载荷和曲率均随时间变化而呈现出较强的时变特征。特别是,偏心球/凸轮... 详细信息

本文旨在以偏心球/凸轮接触副为研究对象,揭示时变非牛顿热弹性流体动力润滑（弹流润滑）特性。偏心球/凸轮机构在机械装置中应用较多,但该类接触副因在运行中速度、载荷和曲率均随时间变化而呈现出较强的时变特征。特别是,偏心球/凸轮常处于大滑滚比工况下,使其又受到非牛顿和热效应的影响。这为该类型接触副数值研究带来困难,但由于其为机械装置关键零部件,且润滑状态较差,对其研究又极为必要。然而,同时考虑时变、非牛顿和热效应的偏心球/凸轮机构润滑数值研究并不系统,针对新型润滑剂和实际运行参数的研究更为少见。因此,本文对该类接触副开展数值研究,结合部分实验验证,以探索其随主要参数的变化规律。主要的研究工作包括:（1）应用了点接触时变非牛顿热弹性流体动力润滑模型,并编写了相应的数值计算程序,分别采用多重网格和多重网格积分算法求解压力和弹性变形,采用逐列扫描方法求解温度场;（2）新型离子液体大滑滚比热弹流润滑特性研究。基于纯滚弹流实验测量结果及等温弹流计算,获得了离子液体的黏压系数;对大滑滚比下离子液体的润滑膜厚与摩擦力进行了数值计算,结果显示离子液体与同等黏度润滑油相比呈现出明显优势。离子液体膜厚可维持在合理水平,但具有较低的摩擦系数和温升。离子液体与相近黏度的摩擦系数测量数据对比,进一步证实了离子液体的润滑优越性;（3）偏心球-盘接触时变非牛顿润滑特性研究。采用新搭建的偏心球-盘光弹流实验装置对润滑油膜和摩擦系数进行了测量;测量结果与时变非牛顿弹流数值计算结果具有较好吻合性;采用数值计算对偏心球-盘接触润滑特性进行了进一步分析;（4）滚子凸轮和平底凸轮结构的时变非牛顿热弹流润滑数值分析。依据实际应用中的气门运动规律,计算出了两类凸轮几何外形及相关输入参数,结合实际载荷谱和速度工况参数,数值模拟了整个周期内的润滑油膜厚度、压力分布、温度场和摩擦系数等。计算结果表明,速度和几何参数是膜厚主要影响参数,而载荷参数是温升的主要影响参数;平底凸轮副的滑滚比变化幅度较大,在零卷吸附近接触区在温度-黏度楔效应下产生凹陷,平底凸度大小对润滑状态产生明显影响,其中凸度较小时润滑状态较差。本文研究内容有助于理解新型离子液润滑剂在大滑滚比条件下的润滑特性,以及实际工况参数和几何参数下的偏心球/凸轮接触副的润滑特征。

关键词：大滑滚比时变离子液体热弹流润滑凸轮接触副

表面粗糙峰/谷对大滑滚比线接触热弹流润滑接触的影响

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润滑与密封 2023年第12期48卷 17-22页

作者：王新庆唐洪伟王静杜恒瑞东华大学机械工程学院上海201620 青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520

假设在一个表面上存在单个粗糙峰或粗糙谷,采用数值分析方法研究大滑滚比下粗糙表面对线接触热弹流润滑接触的影响。研究发现:粗糙峰和粗糙谷造成油膜压力、膜厚和温升曲线的局部波动,其中压力的波动最为明显;在滑滚比较小时,粗糙峰和... 详细信息

假设在一个表面上存在单个粗糙峰或粗糙谷,采用数值分析方法研究大滑滚比下粗糙表面对线接触热弹流润滑接触的影响。研究发现:粗糙峰和粗糙谷造成油膜压力、膜厚和温升曲线的局部波动,其中压力的波动最为明显;在滑滚比较小时,粗糙峰和粗糙谷对压力、膜厚和温升曲线的影响较大,随着滑滚比的增加,影响逐渐降低;随着滑滚比的增加,粗糙峰幅值增加对压力、膜厚和温升曲线造成的波动也逐渐减弱。研究结果对于揭示滚珠丝杠或无保持架轴承等的润滑油膜形成和失效有重要意义。

关键词：热弹流润滑线接触表面粗糙峰/谷 “温度-黏度楔”凹陷大滑滚比