重載齒輪傳動(dòng)的齒面粗糙度效應(yīng)探析.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)水平的不斷提高，重載齒輪傳動(dòng)在機(jī)械傳動(dòng)中占有越來(lái)越重要的地位。迄今為止，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在齒輪傳動(dòng)混合彈流潤(rùn)滑研究領(lǐng)域做了大量工作，但絕大多數(shù)研究針對(duì)輕、中載狀況，涉獵重載齒輪傳動(dòng)混合潤(rùn)滑的研究成果鮮見(jiàn)報(bào)端。
　　在探討齒面粗糙度效應(yīng)時(shí)，研究者往往在齒面人為假設(shè)一個(gè)微凸體或者假定齒面粗糙波呈正弦（余弦）分布，雖然這在很大程度上降低了計(jì)算難度，但與齒面粗糙度實(shí)際分布有較大出入。鑒此，本文首先借助青島理工大學(xué)所屬的粗糙度輪

2、廓測(cè)量?jī)x測(cè)得了具有不同紋理方向的多組試件的表面粗糙度;然后運(yùn)用傅里葉非線性變換擬合出表面粗糙度相關(guān)函數(shù)方程，并將其整合到對(duì)膜厚方程的求解中，此時(shí)求解彈流潤(rùn)滑的齒輪傳動(dòng)模型基本建立。基于此模型，在保持粗糙度數(shù)值固定不變的前提下，通過(guò)改變潤(rùn)滑油黏度進(jìn)行了76組數(shù)值計(jì)算，從理論上探究了潤(rùn)滑油黏度對(duì)重載齒輪傳動(dòng)接觸應(yīng)力的影響;接著，通過(guò)改變粗糙度數(shù)值，分別針對(duì)齒面粗糙紋理方向呈縱、橫向兩種情況，進(jìn)行了40組對(duì)比數(shù)值計(jì)算，進(jìn)一步探析了粗糙度大小及

3、其紋理方向?qū)X面油膜厚度與接觸應(yīng)力的影響?？偨Y(jié)研究結(jié)果，可以得到以下結(jié)論:
　　(1)與現(xiàn)行齒輪傳動(dòng)接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)所依據(jù)的Hertz分布相比，粗糙齒面壓力分布及油膜厚度均呈現(xiàn)劇烈波動(dòng)，接觸區(qū)次表面出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中。粗糙度數(shù)值越大，這種波動(dòng)和應(yīng)力集中的程度就越劇烈，且縱向紋理粗糙齒面的劇烈程度要大于橫向紋理粗糙齒面。
　　(2)在其它參數(shù)固定不變的前提下，輪齒接觸應(yīng)力隨著潤(rùn)滑油黏度增大而減小。但粘度當(dāng)超過(guò)一定值時(shí)，輪齒接觸應(yīng)力

4、幾乎不隨潤(rùn)滑油黏度變化。
　　(3)當(dāng)粗糙紋理為縱向時(shí)，齒面平均油膜厚度要小于光滑齒面的膜厚值;而橫向紋理粗糙齒面的平均油膜厚度反而大于光滑接觸的相應(yīng)值。粗糙度數(shù)值越大，粗糙齒面與光滑齒面油膜厚度的差異就越大。例如，當(dāng)齒面粗糙度σ＞0.35（μm）時(shí)，對(duì)于相同的潤(rùn)滑油黏度，橫向紋理粗糙齒面平均油膜厚度要比縱向紋理粗糙齒面的膜厚值大10％以上。
　　(4)只要有粗糙度的存在，無(wú)論是橫向紋理還是縱向紋理，輪齒接觸區(qū)次表面主剪應(yīng)力

5、最大值都大于光滑接觸時(shí)的相應(yīng)值。當(dāng)齒面粗糙度σ≤0.06（μm）時(shí)，因齒面粗糙紋理方向不同所引起的應(yīng)力差異很小;當(dāng)σ＞0.06（μm）后，主剪應(yīng)力最大值與齒面粗糙度之間近乎成線性關(guān)系;且對(duì)于同一粗糙度數(shù)值，橫向粗糙紋理齒面的接觸應(yīng)力小于縱向粗糙紋理齒面的應(yīng)力值。
　　文末，還分別建立了輪齒接觸應(yīng)力與潤(rùn)滑油黏度及齒面粗糙度之間的定量關(guān)系，并給出了橫向粗糙紋理齒面的潤(rùn)滑效果要優(yōu)于縱向粗糙紋理齒面的研究結(jié)論。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)是基