基于粗糙齒面的齒輪傳動混合彈流潤滑研究.pdf

1、現(xiàn)行齒輪傳動接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計基于僅僅適用于光滑表面干接觸的赫茲(Hertz)理論。然而，絕大部分齒輪傳動都處于混合潤滑狀態(tài)，即在兩接觸齒面之間既存在著將其分開的潤滑油膜又存在著直接碰撞的粗糙峰，這顯然與Hertz理論有很大的區(qū)別。因此，對齒輪傳動進(jìn)行混合彈流潤滑研究既完全必要又有很強(qiáng)的理論意義。
　　 在探討齒輪傳動混合彈流潤滑時，研究人員往往在齒面上人為設(shè)定一個或多個粗糙峰或用正(余)弦函數(shù)表征齒面粗糙度分布，這無疑與齒面粗糙

2、紋理真實形狀有較大差距。本文采用W-M分形函數(shù)模擬齒面粗糙紋理，以生成粗糙度函數(shù)并將其疊加到油膜厚度方程中；然后，采用多重網(wǎng)格法計算壓力分布、采用多重網(wǎng)格積分法和逐列掃描法分別計算油膜厚度和溫度分布；接著，以某礦用重載齒輪傳動為例，數(shù)值計算了沿嚙合線5個特殊點(diǎn)處的齒面壓力分布、油膜厚度及輪齒接觸區(qū)次表面的應(yīng)力分布。此外，本文還通過多組數(shù)值計算，從理論上分別探討了齒面粗糙度和潤滑劑粘度對輪齒接觸應(yīng)力和齒面油膜厚度的影響，并通過回歸分析，獲

3、得了彼此之間的定量關(guān)系?？偨Y(jié)本文研究成果，可得如下研究結(jié)論：
　　 (1)在計入齒面粗糙度效應(yīng)后，齒面壓力分布及接觸區(qū)次表面應(yīng)力分布與Hertz分布差異顯著。因此，現(xiàn)行以Hertz理論為基礎(chǔ)設(shè)計齒輪傳動接觸疲勞強(qiáng)度的做法有待完善。
　　 (2)嚙入點(diǎn)是齒輪傳動嚙合線上的危險點(diǎn)，因為該處的油膜厚度最小且接觸應(yīng)力最大。因此，以節(jié)點(diǎn)參數(shù)為依據(jù)進(jìn)行齒輪傳動接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計的做法值得商榷。
　　 (3)隨著齒面粗糙度的增加

4、，平均油膜厚度幾乎呈線性增加，而接觸區(qū)次表面主剪應(yīng)力的最大值則是先逐漸降低然后再不斷變大，即二者之間呈拋物線關(guān)系。因此，當(dāng)齒面光潔度達(dá)到一定值后，再一味提高齒面加工質(zhì)量并不能達(dá)到延長齒輪傳動疲勞壽命之目的。
　　 (4)齒面粗糙度會使壓力分布與油膜厚度產(chǎn)生鋸齒形波動，且潤滑劑粘度愈低，波動愈劇烈。在其它參數(shù)固定不變的情況下，隨著潤滑劑粘度的增加，齒輪傳動潤滑狀態(tài)從邊界潤滑歷經(jīng)混合潤滑逐漸過渡到全膜潤滑。因此，在一定的工礦條件下，