邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動(dòng)的失效機(jī)理研究.pdf

1、面齒輪傳動(dòng)是一種由圓柱齒輪和圓錐齒輪相嚙合的新型齒輪傳動(dòng)，具有重合度高、承載能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，基于其獨(dú)特的分流特性，國外現(xiàn)已開始應(yīng)用于武裝直升機(jī)的主減速器中。武裝直升機(jī)憑借其靈活機(jī)動(dòng)的性能，在作戰(zhàn)中能夠?qū)崿F(xiàn)對超低空領(lǐng)域的控制，基于其作戰(zhàn)區(qū)域的特點(diǎn)，武裝直升機(jī)也易遭受到來自地面及空中多種類型的攻擊。當(dāng)直升機(jī)中彈漏油后，其傳動(dòng)系統(tǒng)將經(jīng)歷乏油潤滑、邊界潤滑、干摩擦等各潤滑工況，嚴(yán)重威脅著人機(jī)的安全。邊界潤滑作為一種極端的失油潤滑工況，對

2、傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作有極大的影響，為了預(yù)測面齒輪傳動(dòng)在邊界潤滑工況下的生存能力，本文進(jìn)行了面齒輪傳動(dòng)在邊界潤滑狀態(tài)下的失效分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　1）以邊界潤滑理論為基礎(chǔ)，根據(jù)物理化學(xué)理論及邊界膜的形成機(jī)理，以溫度作為邊界潤滑的失效準(zhǔn)則，通過活化能，建立了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動(dòng)的臨界失效溫度方程，同時(shí)討論了不同反應(yīng)活化能和齒輪轉(zhuǎn)速對臨界失效溫度的影響。
　　2）基于輪齒加載熱接觸分析，確定了面齒輪傳動(dòng)過程中的齒面接觸軌

3、跡、接觸載荷和相對滑動(dòng)速度，推導(dǎo)出了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動(dòng)嚙合過程中齒面接觸點(diǎn)處摩擦系數(shù)及摩擦熱流量的計(jì)算方法；根據(jù)傳熱學(xué)基本理論和面齒輪傳動(dòng)的嚙合特性，給出了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動(dòng)瞬態(tài)熱分析的導(dǎo)熱微分方程，同時(shí)確定了面齒輪傳動(dòng)輪齒各界面的邊界條件。
　　3）建立了面齒輪傳動(dòng)熱分析的有限元模型，利用APDL語言模擬出每個(gè)嚙合周期內(nèi)移動(dòng)熱源的加載和輪齒的散熱過程，對邊界潤滑工況下面齒輪傳動(dòng)的瞬態(tài)溫度場進(jìn)行了求解，根據(jù)有限元熱分析