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汽车差速器直齿圆锥齿轮的润滑机理研究

汽车差速器直齿圆锥齿轮的润滑机理研究

作者：魏聪青岛理工大学

学位级别：硕士

直齿圆锥齿轮可以实现空间交错轴传动,在现代汽车的主减速器和差速器中被广泛应用。当直齿圆锥齿轮传递动力的载荷和齿面滑动速度过大时,若齿面间的润滑不当,两锥齿轮齿面易产生摩擦和磨损等失效形式。本文以汽车差速器锥齿轮为研究对象... 详细信息

直齿圆锥齿轮可以实现空间交错轴传动,在现代汽车的主减速器和差速器中被广泛应用。当直齿圆锥齿轮传递动力的载荷和齿面滑动速度过大时,若齿面间的润滑不当,两锥齿轮齿面易产生摩擦和磨损等失效形式。本文以汽车差速器锥齿轮为研究对象,首先建立了直齿圆锥齿轮无限长线接触等温弹流润滑模型。其次研究了直齿圆锥齿轮微观形貌下的时变弹流润滑问题。然后研究了齿廓修形对直齿圆锥齿轮润滑特性的影响。而后研究了差速器锥齿轮在差速工况下的润滑机理,分别研究了直线行驶工况和转弯工况下的润滑特性,同时分析了差速工况下的热弹流润滑问题。最后研究了有限长线接触的直齿圆锥齿轮的热弹流润滑特性。建立了直齿圆锥齿轮无限长线接触稳态弹性流体动力润滑模型,应用多重网格法求解了直齿圆锥齿轮大端至小端11个接触点的稳态弹流润滑数值解,研究了直齿圆锥齿轮大端与小端啮入点和啮出点的油膜压力和油膜厚度,讨论了直齿圆锥齿轮的模数、分度节锥角、弹性模量、无量纲速度及无量纲载荷对小端啮入点油膜压力和油膜厚度的影响。考虑了直齿圆锥齿轮单双齿啮合时的综合曲率半径、卷吸速度及载荷随时间的变化,研究了表面高斯粗糙分布和表面余弦粗糙分布对时变弹流润滑的影响,求解了锥齿轮整个啮合周期内的时变微观弹流数值解,同时求解了整个啮合线上的最大油膜压力、最小油膜厚度、中心油膜厚度及中心油膜压力。在直齿圆锥齿轮时变弹流润滑的基础上,考虑了齿廓修形对润滑特性的影响,研究了齿廓修形对瞬时啮入点和瞬时啮出点的油膜压力和油膜厚度的影响。研究了转速对直齿圆锥齿轮修形后润滑特性的影响,比较了三种转速下的油膜压力和油膜厚度。研究了修形参数对润滑特性的影响,并讨论了两种最大修形量和修形长度下的瞬态润滑特性。研究了齿廓修形后的直齿圆锥齿轮沿齿宽方向的油膜压力分布。基于无限长线接触时变弹流润滑模型,研究了差速器锥齿轮在直线行驶工况和差速工况下的润滑特性,对比了两种工况下行星齿轮与半轴齿轮啮合时的滑滚比、中心压力、中心膜厚、最小膜厚和最大压力的变化;计算了变工况下行星齿轮与左右半轴齿轮在整个啮合区间的弹流润滑数值。研究了差速器锥齿轮在差速工况下的啮合热特性,同时研究了行星齿轮的温度场变化。以差速器行星齿轮与半轴齿轮为研究对象,建立了直齿圆锥齿轮有限长线接触弹流润滑模型,计算了锥齿轮整个接触线上的综合曲率半径和卷吸速度。应用多重网格法和逐列扫描法计算了锥齿轮整个接触线上的油膜压力、油膜厚度及固体与油膜中层温度。

关键词：直齿圆锥齿轮弹流润滑时变齿廓修形差速工况有限长线接触

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滚动轴承中滚子偏斜的润滑研究

滚动轴承中滚子偏斜的润滑研究

作者：黄海青岛理工大学

学位级别：硕士

本文主要研究了滚子偏斜对滚动轴承润滑的影响。全文共包括四个部分，即陶瓷球轴承的热弹流润滑分析;滚子偏斜的等温弹流润滑分析;滚子偏斜的热弹流润滑分析;偏斜滚子副的实验研究。首先，利用多重网格法和逐列扫描法，得到了陶瓷... 详细信息

本文主要研究了滚子偏斜对滚动轴承润滑的影响。全文共包括四个部分，即陶瓷球轴承的热弹流润滑分析;滚子偏斜的等温弹流润滑分析;滚子偏斜的热弹流润滑分析;偏斜滚子副的实验研究。首先，利用多重网格法和逐列扫描法，得到了陶瓷球轴承的点接触热弹性流体动力润滑完全数值解，并且对两种轴承做了比较。结果表明：第一，轴承的载荷与转速会对接触区的压力、膜厚和温度产生影响。第二，轴承的热效应是不能忽略的。第三，在相同压力和转速的情况下，陶瓷球轴承相比全钢轴承而言，油膜要厚，温度要低，具有一定的优越性。其次，基于偏斜滚子与无限大平面间形成的有限长线接触模型，考虑了滚子力矩平衡，给出了在等温弹流润滑条件下偏斜角、速度、载荷与偏距对油膜压力和膜厚分布的影响。在此基础上，分析了圆柱滚子轴承中偏斜滚子与内外圈接触的等温弹流润滑情况。讨论了油膜压力和膜厚随偏斜角、轴承转速、滚子所受载荷、滚子尺寸等的变化情况。结果表明，滚子偏斜易引起滚子与套圈间的偏磨，对润滑不利。然后，在等温基础上，考虑热效应，分别对偏斜滚子与无限大平面接触和轴承内外圈接触的热弹流润滑问题进行了分析。给出了油膜压力、膜厚和温度在不同条件下的分布情况。分析表明，在滚子偏斜条件下，热效应对滚动轴承的润滑性能更加不利，因此，在滚子偏斜条件下热效应是不能忽略。最后，为了验证理论结果，利用设有特殊调倾装置的滚子副油膜测量试验机，完成了滚子偏斜条件下的油膜光干涉实验。给出了滚子在不同偏斜角、卷吸速度和载荷条件下的油膜分布情况，并进行了相应的分析，验证了理论结果的正确性。

关键词：陶瓷球轴承有限长线接触滚子偏斜热弹流润滑光干涉油膜测量

高速铁路滚子轴承中凸度滚子接触参数分析与轴承稳健设计模型

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黄山学院学报 2021年第3期23卷 15-21页

作者：杨咸启时大方刘国仓安徽建筑大学城市建设学院安徽合肥238076 浙江天马轴承集团有限公司浙江湖州313200 黄山学院安徽黄山245041

在高速和重载铁路滚子轴承设计中普遍采用凸度滚子,轴承的接触压力分析需要经过比较繁杂的计算过程,给分析设计带来不便。针对铁路滚子轴承中有限长线接触的理论和数值分析问题,介绍了一种有限条数值模型分析方法,它可以使有限长线接触... 详细信息

在高速和重载铁路滚子轴承设计中普遍采用凸度滚子,轴承的接触压力分析需要经过比较繁杂的计算过程,给分析设计带来不便。针对铁路滚子轴承中有限长线接触的理论和数值分析问题,介绍了一种有限条数值模型分析方法,它可以使有限长线接触计算得到相对简化。对具有凸度滚子的有限长线接触区上的接触压力和区域形状分析问题,建立了接触问题工程计算方法,提出了高速和重载铁路滚子轴承优化稳健设计,为轴承设计应用和提高轴承可靠性使用性能提供了方法。

关键词：高速铁路滚子轴承凸度滚子有限长线接触有限条元模型接触参数稳健设计

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对数滚子偏斜时的弹流润滑研究

中国机械工程 2013年第5期24卷 650-653页

作者：孙浩洋华同曙陈晓阳青岛大学青岛266071 常州大学常州213164 上海大学上海200072

针对工程上滚子摩擦副偏斜的问题,研究了对数滚子偏斜时的弹流润滑特性。研究表明,偏斜后接触区出现大端和小端,大端处的压力增大而膜厚减小,小端处的压力减小而膜厚增大,并且这一趋势随着偏斜角的增大而趋于明显。偏斜现象总体上将恶... 详细信息

针对工程上滚子摩擦副偏斜的问题,研究了对数滚子偏斜时的弹流润滑特性。研究表明,偏斜后接触区出现大端和小端,大端处的压力增大而膜厚减小,小端处的压力减小而膜厚增大,并且这一趋势随着偏斜角的增大而趋于明显。偏斜现象总体上将恶化滚子的润滑状态。在同样的偏斜角下,滚子长径比越大,偏斜的影响越显著。适当增大对数滚子的凸度量可减弱偏斜现象的影响,因此,对于易发生偏斜的工况,设计时可适当增大滚子凸度量以补偿偏斜因素的影响。

关键词：弹流有限长线接触对数滚子偏斜

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基于滚动轴承中滚子偏斜的润滑分析

基于滚动轴承中滚子偏斜的润滑分析

青年摩擦学者与“十二五”发展——2011年全国青年摩擦...

作者：刘晓玲李书义栗心明杨沛然青岛理工大学机械工程学院

为研究滚动轴承中偏斜滚子与套圈间的润滑问题,对偏斜滚子-套圈形成的有限长线接触润滑问题进行了数值求解和试验研究。分析了滚子偏斜角及载荷对偏斜滚子副润滑性能的影响,将偏斜滚子的润滑特性与平行滚子进行了比较,并给出了相应的试... 详细信息

为研究滚动轴承中偏斜滚子与套圈间的润滑问题,对偏斜滚子-套圈形成的有限长线接触润滑问题进行了数值求解和试验研究。分析了滚子偏斜角及载荷对偏斜滚子副润滑性能的影响,将偏斜滚子的润滑特性与平行滚子进行了比较,并给出了相应的试验结果。结果表明,滚子偏斜对滚子副润滑不利,极易引起滚子偏磨。载荷越大接触区域越大,虽在一定程度上可减小滚子两端压力及膜厚分布不均,但滚子端部更薄的油膜厚度和更高油膜压力极易导致润滑失效,从而降低轴承的使用寿命。

关键词：偏斜滚子有限长线接触弹流润滑

来源： cnki会议评论

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轴承滚子非常态运动弹流润滑分析

机械研究与应用 2014年第4期27卷 47-50,53页

作者：武宁宁李书义赵小军青岛理工大学(临沂)机电工程系山东青岛273400

针对工程中轴承工作时滚子发生非常态运动问题,建立滚子非常态运行模型,利用数值分析方法,研究了滚子非常态运行时滚子与外圈、滚子与内圈间的弹流润滑特性。结果表明,轴承滚子微小偏斜时,会造成滚子与外内圈之间一端油膜膜厚减小,接触... 详细信息

针对工程中轴承工作时滚子发生非常态运动问题,建立滚子非常态运行模型,利用数值分析方法,研究了滚子非常态运行时滚子与外圈、滚子与内圈间的弹流润滑特性。结果表明,轴承滚子微小偏斜时,会造成滚子与外内圈之间一端油膜膜厚减小,接触压力增大,另一端变化正相反,其中接触压力的改变较明显,引起偏载现象,且滚子与内圈间的情况更严重;轴承滚子小角度歪斜时,对滚子与内外圈间膜厚和应力分布情况影响都不大。

关键词：轴承滚子偏斜滚子歪斜有限长线接触弹性流体动力润滑

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渐开线斜齿轮非稳态弹流润滑数值模拟研究

渐开线斜齿轮非稳态弹流润滑数值模拟研究

滚子摩擦副弹流润滑特性及其应用──Ⅰ 有限长直母线滚子的弹流数值解

青年摩擦学者与“十二五”发展——2011年全国青年摩擦...

作者：操鸿王文中北京理工大学机械与车辆学院

建立了渐开线斜齿轮传动的弹流润滑计算模型,将斜齿圆柱齿轮传动的齿面接触等效为有限长线接触的弹流润滑问题。考虑斜齿轮传动的实际因素,将斜齿轮啮合过程中的等效曲率半径和齿面载荷的变化反映到弹流润滑计算模型中,应用统一Reynold... 详细信息

建立了渐开线斜齿轮传动的弹流润滑计算模型,将斜齿圆柱齿轮传动的齿面接触等效为有限长线接触的弹流润滑问题。考虑斜齿轮传动的实际因素,将斜齿轮啮合过程中的等效曲率半径和齿面载荷的变化反映到弹流润滑计算模型中,应用统一Reynolds方程方法求得轮齿在一个完整啮合周期内的瞬时弹流润滑数值解。结果表明:斜齿轮啮合线上各点处的膜厚、压力均有很大不同,各接触点处的油膜厚度受综合曲率半径的影响较大;小齿轮齿根附近和节点位置处润滑状态较差;适当增大压力角可以改善齿轮的润滑。

关键词：渐开线斜齿轮非稳态弹流润滑有限长线接触数值模拟

来源： cnki会议评论

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摩擦学学报 1998年第1期18卷 39-44页

作者：徐文马家驹陈晓阳浙江大学机械工程学系上海大学轴承研究室

运用改进的数值方法求得了与实验结果相符的等温有限长直母线滚子的弹流数值解，与无限长线接触弹流结果相比较，揭示了润滑状态下滚子摩擦副的边缘效应和端泄对油膜分布的影响，在低速和重载时滚子的两端都几乎不能形成全膜润滑，因而... 详细信息

运用改进的数值方法求得了与实验结果相符的等温有限长直母线滚子的弹流数值解，与无限长线接触弹流结果相比较，揭示了润滑状态下滚子摩擦副的边缘效应和端泄对油膜分布的影响，在低速和重载时滚子的两端都几乎不能形成全膜润滑，因而有必要通过修形消除滚子端部的边缘效应．

关键词：有限长线接触直母线滚子滚子弹流润滑边缘

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对数母线滚子光弹流润滑的实验研究

机械科学与技术 2001年第1期20卷 106-107,109页

作者：沈雪瑾陈晓阳马家驹上海大学机械自动化系上海200072 浙江大学机械工程学系杭州310027

为了研究对数母线滚子凸度量对滚子摩擦副润滑油膜的影响 ,本文在自制的有限长线接触光干涉弹流试验机上 ,测量了中载、富油润滑和纯滚动工况下对数修形圆锥滚子与玻璃盘之间的油膜形状与膜厚。实验结果表明对数母线轮廓滚子的凸度量对... 详细信息

为了研究对数母线滚子凸度量对滚子摩擦副润滑油膜的影响 ,本文在自制的有限长线接触光干涉弹流试验机上 ,测量了中载、富油润滑和纯滚动工况下对数修形圆锥滚子与玻璃盘之间的油膜形状与膜厚。实验结果表明对数母线轮廓滚子的凸度量对其端部的油膜厚度和膜形分布有较大的影响 ,在给定的工况条件下 ,存在一个使滚子轴向油膜厚度最为均匀的最佳凸度量。

关键词：有限长线接触对数修型滚子光弹性流体动力学光弹流润滑滚子轴承