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三叉式万向联轴器弹流润滑特性优化研究

机械设计与制造工程 2024年第4期53卷 107-110页

作者：于建平徐艳耿春晖杨福芹青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061

为了改善三叉式万向联轴器滑杆-套筒孔接触副的润滑状况,基于分形理论建立了联轴器滑杆-套筒孔接触副的弹流润滑计算模型,并结合某小型汽车一挡工作条件,基于modeFrontier软件和NSGA-Ⅱ算法对联轴器润滑性能进行多目标优化。优化后联轴... 详细信息

为了改善三叉式万向联轴器滑杆-套筒孔接触副的润滑状况,基于分形理论建立了联轴器滑杆-套筒孔接触副的弹流润滑计算模型,并结合某小型汽车一挡工作条件,基于modeFrontier软件和NSGA-Ⅱ算法对联轴器润滑性能进行多目标优化。优化后联轴器的最优参数较优化前最大油膜压力降低了27.3%,中心油膜厚度增加了72.7%,且优化结果与数值计算结果误差不超过5%。

关键词：三叉式万向联轴器分形理论弹流润滑多目标优化

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弹流润滑下考虑切片耦合的直齿轮啮合刚度的迭代模型

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Journal of Central South University 2023年第10期30卷 3414-3434页

作者：黄文康马辉赵志芳王鹏飞彭志科张晓旭赵松涛 School of Mechanical Engineering and Automation Northeastern UniversityShenyang 110819China Key Laboratory of Vibration and Control of Aero-Propulsion System of Ministry of Education Northeastern UniversityShenyang 110819China Institute of Vibration Shock&Noise State Key Laboratory of Mechanical System and VibrationShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Harbin Marine Boiler and Turbine Research Institute Harbin 150078China School of Mechanical Engineering Tongji UniversityShanghai 201804China

弹流润滑在减少齿轮表面的变形和摩擦方面起着关键作用,可提高齿轮传动的稳定性和可靠性。本文提出了一个模型来研究直齿轮中弹流润滑与时变啮合刚度之间的复杂关系,旨在求解弹流润滑下的直齿轮时变啮合刚度。本模型考虑了弹流润滑、切... 详细信息

弹流润滑在减少齿轮表面的变形和摩擦方面起着关键作用,可提高齿轮传动的稳定性和可靠性。本文提出了一个模型来研究直齿轮中弹流润滑与时变啮合刚度之间的复杂关系,旨在求解弹流润滑下的直齿轮时变啮合刚度。本模型考虑了弹流润滑、切片耦合、延长啮合、齿轮体柔性耦合和修正的轮齿刚度的影响。为提高准确性,通过去除能量的重复计算来修正轮齿刚度。此外,还推导了切片耦合与变形协调方程之间的迭代关系。提出的模型通过MASTA软件和参考文献进行验证。分析了弹流润滑和切片耦合对直齿轮啮合特性的影响。研究结果显示,考虑切片耦合后,带有鼓向修形的直齿轮的时变啮合刚度显著增大,并且导致边缘的集中载荷转移到齿面的中间部位。

关键词：弹流润滑时变啮合刚度切片耦合变形协调方程

预紧方式对弹流润滑下角接触球轴承内部力学特性的影响

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摩擦学学报 2022年第1期42卷 85-94页

作者：帅琪琪陈晓阳陈世金张逸上海大学机电工程与自动化学院上海200444 上海天安轴承有限公司上海201108

油膜厚度预测在评估弹流润滑(EHL)下角接触球轴承的性能和耐久性方面发挥着重要的作用.耦合拟静力学理论和自旋下椭圆接触弹流模型,以干接触角接触球轴承拟静力学分析方法为基础,建立了定压和定位预紧方式下考虑弹流润滑和钢球自旋运动... 详细信息

油膜厚度预测在评估弹流润滑(EHL)下角接触球轴承的性能和耐久性方面发挥着重要的作用.耦合拟静力学理论和自旋下椭圆接触弹流模型,以干接触角接触球轴承拟静力学分析方法为基础,建立了定压和定位预紧方式下考虑弹流润滑和钢球自旋运动的角接触球轴承的拟静力学分析模型.采用快速傅里叶变换(FFT)计算椭圆接触的弹性变形,运用Gauss-Seidel迭代方法求解Reynolds方程,得到自旋弹流模型的完全数值解,将其代入轴承拟静力学模型中迭代,得到轴承内部接触载荷、三维接触压力及三维膜厚分布.对采用不同预紧方式的SKF7210型角接触球轴承进行分析,结果表明:富油润滑下,当轴承转速从0增大到15000 r/min时,定压预紧时内圈轴向位移减小17.83%,而定位预紧时内圈承受的轴向载荷增大23.17%;定压预紧方式下球与内外滚道间膜厚均略大于定位预紧.此外,不同预紧方式下,外圈上的中心膜厚大于内圈10%.与干接触相比,定压下考虑弹流润滑内圈上接触载荷略大0.64%.

关键词：弹流润滑椭圆接触油膜厚度拟静力学预紧方式

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计入表面吸附膜的热弹流润滑体系建模及分析

表面技术 2022年第3期51卷 57-65页

作者：张翔刘晓玲孙文东郭峰青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520

目的研究表面吸附膜在热弹流润滑中的作用机理。方法构建考虑表面吸附膜的非牛顿流体点接触热弹流润滑模型,分析润滑剂的非牛顿性、吸附膜及钢的热传导系数对热弹流润滑性能的影响。结果润滑剂的非牛顿性及吸附膜的计入对油膜压力和... 详细信息

目的研究表面吸附膜在热弹流润滑中的作用机理。方法构建考虑表面吸附膜的非牛顿流体点接触热弹流润滑模型,分析润滑剂的非牛顿性、吸附膜及钢的热传导系数对热弹流润滑性能的影响。结果润滑剂的非牛顿性及吸附膜的计入对油膜压力和厚度的影响很小。与牛顿流体相比,非牛顿流体可以得到较低的温升和摩擦系数。同时,随着非牛顿流体特征剪应力的增大,油膜中层温度和吸附膜表面温度有所提高。吸附膜的存在明显提高了润滑油的温升,但降低了摩擦系数。摩擦副表面的摩擦系数随着卷吸速度的增大而逐渐降低。在相同的卷吸速度下,摩擦系数又随着吸附膜厚度的增加而降低。与热弹流润滑中沿用钢的热传导系数不同,合适的热传导系数会引起油膜压力的二次压力峰增大,润滑油的最小膜厚和摩擦系数减小及油膜温度升高。结论润滑剂的非牛顿性、吸附膜及钢的热传导系数都会影响热弹流润滑性能。因此,在热弹流润滑体系中,考虑表面吸附膜的影响及其作用机理很有必要。

关键词：表面吸附膜弹流润滑热效应钢的热传导系数非牛顿流体摩擦系数

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线接触弹流润滑最小油膜厚度综合对比分析

推进技术 2023年第3期44卷 36-44页

作者：侯岩锟刘振刚刘振侠王秋菊胡敦珂邢彬西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129 中国航空发动机集团航空发动机动力传输重点实验室辽宁沈阳110015

针对航空发动机中某直齿轮节圆位置,考虑弹流润滑中的热效应,研究了速度参数(u),载荷参数(w)与材料参数(g)对等温解与热解的影响。并对目前广泛用于计算等温条件下最小油膜厚度的三种经验公式进行了对比分析。发现在本文研究的工况范围... 详细信息

针对航空发动机中某直齿轮节圆位置,考虑弹流润滑中的热效应,研究了速度参数(u),载荷参数(w)与材料参数(g)对等温解与热解的影响。并对目前广泛用于计算等温条件下最小油膜厚度的三种经验公式进行了对比分析。发现在本文研究的工况范围内采用Грубин与Dowson公式计算得到的弹流润滑等温解与热解误差较大。而Yang公式在速度参数较低或载荷参数适中的情况下等温解与热解误差较小,在部分工况中可以直接采用该公式对线接触最小油膜厚度进行预测。三种等温经验公式均将载荷参数的影响估计过高。同时以相对误差10%作为量化等温解与热解的界限给出了各无量纲参数的参考范围,若满足以下条件之一,则不可忽略弹流润滑中热效应的影响,等温解不再适用:(1)u>10^-(10);(2)w5×10^(-11);(3)w>3×11^(-4)。

关键词：航空发动机线接触油膜厚度弹流润滑热效应

关于椭圆接触弹流润滑Hamrock-Dowson膜厚公式的再思考

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摩擦学学报 2022年第1期42卷 47-54页

作者：金微郭峰荆兆刚青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266520

使用常用的Hamrock-Dowson公式计算椭圆点接触中心油膜厚度时发现:当维持接触区中心赫兹压力为常数,增加椭圆比ke超过一定值时,得到的中心膜厚不升反降,这与其物理本质相悖.应用有限单元法重新对等温椭圆接触弹流润滑问题进行了数值计算... 详细信息

使用常用的Hamrock-Dowson公式计算椭圆点接触中心油膜厚度时发现:当维持接触区中心赫兹压力为常数,增加椭圆比ke超过一定值时,得到的中心膜厚不升反降,这与其物理本质相悖.应用有限单元法重新对等温椭圆接触弹流润滑问题进行了数值计算,提出新的表征椭圆接触的综合几何参数.在较大的速度和载荷范围内下,依据数值计算结果,拟合出修正端泄因子和修正中心膜厚公式.修正公式与数值计算结果相吻合,且正确地表达了膜厚与椭圆比的关系.

关键词：弹流润滑椭圆比有限单元法端泄因子油膜厚度

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船用柴油机供油凸轮-滚轮副弹流润滑分析

哈尔滨工程大学学报 2023年第6期44卷 986-994页

作者：华德良史修江孙文李仁泽卢熙群哈尔滨工程大学动力与能源工程学院黑龙江哈尔滨150001

凸轮-滚轮是柴油机供油系统核心摩擦副,通常处于周期性瞬变载荷、瞬变速度及瞬变曲率苛刻服役环境下,接触界面弹流润滑特性复杂,表面点蚀、磨损故障频发,降低使用寿命。本文以某船用柴油机供油凸轮机构为研究对象,建立考虑凸轮副瞬变动... 详细信息

凸轮-滚轮是柴油机供油系统核心摩擦副,通常处于周期性瞬变载荷、瞬变速度及瞬变曲率苛刻服役环境下,接触界面弹流润滑特性复杂,表面点蚀、磨损故障频发,降低使用寿命。本文以某船用柴油机供油凸轮机构为研究对象,建立考虑凸轮副瞬变动力学的弹流润滑分析模型,验证了基于单质量动力学模型的凸轮副弹流润滑结果的准确性,并研究了工作行程内工况变化对凸轮-滚轮副动态接触及弹流润滑性能的影响规律;讨论了凸轮转速和接触载荷的改变对凸轮-滚轮摩擦润滑状态的影响。结果表明:一个工作周期内,最大接触应力出现在供油结束角处,润滑状态最差,回程段结束处表面摩擦闪温最大,低速、重载情况下润滑膜厚明显降低,导致摩擦系数较大及表面闪温过高问题;此外,通过优化偏心距及基圆半径等结构参数,可使得凸轮-滚轮间摩擦润滑接触状态明显改善。

关键词：船用柴油机供油机构凸轮-滚轮副动态接触弹流润滑摩擦系数表面闪温

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换向工况下非对称聚合物齿轮瞬态弹流润滑分析

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机械工程学报 2022年第11期58卷 241-248页

作者：左名玉王优强菅光霄胡宇莫君房玉鑫青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266520 青岛理工大学工业流体节能与污染控制教育部重点实验室青岛266520

齿轮的换向过程造成齿轮系统工作情况的恶化,不利于齿轮润滑的保持。为探究非对称齿轮在换向工况下的润滑性能,采用多重网格法对非对称聚合物齿轮进行了换向工况下的瞬态弹流润滑分析,比较了非对称齿轮和对称齿轮在换向工况下的弹流润... 详细信息

齿轮的换向过程造成齿轮系统工作情况的恶化,不利于齿轮润滑的保持。为探究非对称齿轮在换向工况下的润滑性能,采用多重网格法对非对称聚合物齿轮进行了换向工况下的瞬态弹流润滑分析,比较了非对称齿轮和对称齿轮在换向工况下的弹流润滑特性以及非对称齿轮在正向运行与换向运行情况下的弹流润滑特性,分析了换向过程中不同形式的转速变化以及冲击对非对称聚合物齿轮在换向工况下的瞬态弹流润滑的影响。结果表明,齿轮在换向工况下换向点润滑油膜厚度大幅减小,是齿轮润滑失效的危险点。非对称齿轮能改善换向过程的润滑性能,换向过程中的正弦减速后正弦加速的变速形式对换向工况下的齿轮弹流润滑性能更为有利,冲击会对非对称齿轮换向时的润滑状态造成不利影响。

关键词：非对称齿轮弹流润滑多重网格法聚合物齿轮齿轮换向

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风电齿轮传动系统弹流润滑特性研究

太阳能学报 2022年第7期43卷 385-394页

作者：张林周建星章翔峰姜宏邵媛孙占飞新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 新疆大学图书馆乌鲁木齐830046

为研究风电机组齿轮传动系统的润滑特性和动力学特性,以SQI风电机组传动系统实验平台中两级定轴齿轮箱为研究对象,综合考虑齿轮油膜刚度、齿轮啮合刚度以及轴承时变刚度等,计入轴的柔性并采用有限元法建立多自由度渐开线直齿轮动力学模... 详细信息

为研究风电机组齿轮传动系统的润滑特性和动力学特性,以SQI风电机组传动系统实验平台中两级定轴齿轮箱为研究对象,综合考虑齿轮油膜刚度、齿轮啮合刚度以及轴承时变刚度等,计入轴的柔性并采用有限元法建立多自由度渐开线直齿轮动力学模型,利用Newmark积分方法求解多源时变激励下两级齿轮传动系统的动力学特性。讨论不同工况条件对油膜刚度的影响,并研究系统润滑特性、固有频率和振型的变化规律。研究结果表明,在考虑齿轮润滑效应后,齿轮啮合刚度降低,系统动态特性变化趋于敏感,系统固有特性均有所变化,其中对第11阶影响最为突出,然而在系统共振转速附近,固有特性变化趋势有所减弱。

关键词：风电机组有限元法弹流润滑齿轮传动油膜刚度