一、齿轮润滑性能的多重网格技术应用研究(论文文献综述)
孙晓宇[1](2021)在《螺旋锥齿轮弹流润滑及动力学特性研究》文中指出螺旋锥齿轮因具有接触比高,承载能力强,传动平稳等优点而广泛应用于需要在相交轴或交错轴间传递扭矩的高速重载传动系统中。过大动载荷引起的轮齿疲劳断裂和润滑失效导致的齿面磨损是螺旋锥齿轮常见的失效形式。因此,在齿轮传动系统设计阶段,对其进行动力学和弹流润滑分析显得尤为重要。然而,在动力学分析方面,现有啮合模型不适合分析多齿啮合区每对轮齿动态啮合力;传统采用啮合刚度计算动态啮合力的方法因忽略了啮合力与啮合变形非线性关系,使用时具有一定局限性。在弹流润滑分析方面,因未考虑齿轮承载时实际接触点偏移,弹流润滑分析结果没能准确反映齿轮实际承载接触位置的润滑特征。针对上述问题,本文开展了以下研究工作。为更准确地计算螺旋锥齿轮多齿啮合区各对啮合轮齿的动态啮合力,建立了描述每对轮齿在啮合过程中啮合特征变化的轮齿对啮合模型。对比了轮齿对啮合模型和现有齿轮副啮合模型的啮合特征参数以及轮齿动态啮合力计算结果,分析了啮合模型对动态啮合力计算结果的影响以及轮齿对啮合模型在计算多齿啮合区每对啮合轮齿动态啮合力时的优越性。提出了采用考虑啮合力与啮合变形非线性关系的弹性接触力插值函数计算动态啮合力的方法,与传统采用啮合刚度计算动态啮合力的方法对比,分析了采用啮合刚度计算动态啮合力的局限性。提出了一种确定螺旋锥齿轮实际承载接触点处齿面几何和运动参数的方法,为对螺旋锥齿轮在实际承载接触位置进行弹流润滑分析提供所必须的输入参数。通过对比螺旋锥齿轮承载接触点和理论接触点的弹流润滑分析结果,分析了考虑因齿轮承载变形导致的接触点偏移对准确分析螺旋锥齿轮润滑性能的重要性。分析了螺旋锥齿轮齿面几何和运动参数对其润滑特性的影响,并探究了影响螺旋锥齿轮润滑性能的主导因素。建立了考虑齿面加工形貌和非牛顿润滑剂剪切稀化行为的螺旋锥齿轮热弹流润滑分析及摩擦系数计算模型。分析了润滑剂剪切稀化行为和热效应对齿轮润滑特性的影响,以及随齿轮转速的增加轮齿从边界润滑状态到混合润滑状态再到全膜润滑状态过程中摩擦系数的变化。同时,为满足工程需求,提出了一种快速计算螺旋锥齿轮摩擦系数的方法。建立了考虑轮齿时变啮合特征、齿侧间隙、传动误差以及时变滑动摩擦力的螺旋锥齿轮摩擦-动力学耦合模型。分析了摩擦力对齿轮动态特性的影响。搭建了螺旋锥齿轮动力学测试平台,实现了螺旋锥齿轮传动误差、振动和齿根应力的测量。提出了根据最大齿根动应力估算最大动态啮合力的方法。对比实验和分析结果,验证了动力学模型的准确性。
菅光霄[2](2021)在《基于动力学理论的齿轮弹流润滑研究》文中研究说明齿轮的润滑特性和动力学性能在很大程度上决定了其效率和服役寿命。对于高速重载的齿轮传动系统,惯性力、阻尼和刚度的动态激励作用对其传动特性有显着影响,需要同时考虑振动与润滑两个方面,必须进行动力学与弹流润滑的耦合研究。本文研究对象为航空用齿轮传动系统,首先进行振动与接触冲击耦合作用下齿轮系统的弹流润滑研究。基于齿轮啮合刚度的动态激励作用并以动力学理论为研究基础,建立了考虑齿面摩擦的动力学模型,并在考虑动载荷的同时,研究主动齿轮在某一瞬时由于转速突变导致的接触冲击(碰撞)现象,对比不同接触冲击位置和冲击转速对动载荷的影响,分析动载荷与平稳载荷作用下渐开线直齿轮的润滑特性。进行不同载荷和转速作用下齿轮系统动力学与弹流润滑耦合研究。基于齿轮啮合刚度的动态激励作用以及动力学理论,建立了齿轮系统动力学模型、润滑模型与油膜刚度模型,进行齿面润滑与齿轮系统动力学的耦合研究,分析不同使役条件下齿面的摩擦学特性(成膜厚度、压力和温升比等)、油膜刚度以及齿面油膜润滑对齿轮系统动载荷特性的影响。进行热条件下变位齿轮系统动力学与齿面润滑的耦合研究。考虑不同齿轮传动类型和变位系数的影响,基于齿轮副啮合刚度的动态激励作用以及动力学理论,建立了考虑齿面润滑效应的动力学模型,进行齿面润滑与齿轮系统动力学的耦合研究,分析动载荷作用下齿面的润滑特性以及齿面油膜润滑对齿轮系统动载荷特性的影响。进行齿轮系统动力学与磁流体润滑耦合研究。考虑无磁场条件下不同磁流体基载液以及有磁场条件下不同磁感应强度的影响,基于齿轮啮合刚度在时域内的动态激励作用以及齿轮系统动力学理论,建立齿轮磁流体润滑模型与动力学模型,分析不同磁流体基载液、磁感应强度对磁流体黏度、油膜刚度、动载荷分布以及齿面润滑特性的影响。
孙秀全[3](2021)在《考虑齿面磨损的多间隙耦合下的斜齿轮动态特性研究》文中研究表明斜齿轮因其传动平稳、重合度大、承载能力高等优点被广泛的应用在高速重载传动中。随着对传动系统可靠性日趋严格的要求,斜齿轮的啮合特性、传动效率及疲劳寿命等问题成为了齿轮研究中的热点和重点。在长时间的运行和较高的滑滚比等条件下,啮合齿面会产生瞬时高温,导致润滑油粘度大幅降低,油膜厚度显着减小,进而导致润滑不良和齿面磨损。齿轮磨损会显着降低传动系统的运行效率,导致传动系统的振动响应的恶化。多数研究将磨损对齿轮动态特性的影响看作是啮合刚度的降低,且没有对磨损如何影响齿轮的振动响应做进一步研究与阐述。然而,齿面磨损对啮合刚度的影响是十分有限的,且理论上啮合刚度的降低通常会导致动态响应的降低,这与试验观测到的磨损引起的齿轮振动恶化现象不符,而磨损引起的齿轮啮合位置的改变往往被学者忽略。磨损会导致齿侧间隙的改变,进而引起轮齿啮合冲击响应的恶化。在磨损和多间隙的作用下,齿轮传动系统表现出了强烈的非线性特性,加之斜齿轮的时变啮合特性,导致磨损和多间隙对斜齿轮振动特性影响的研究相对较少。为了弥补这一差距,本文充分考虑了混合润滑状态下的齿面磨损状态,建立了包含由磨损引起的啮合冲击、齿侧间隙和轴承间隙等因素的斜齿轮动力学模型,对磨损导致的齿轮振动响应的变化进行了全面分析,以达到对齿轮磨损和间隙变化进行早期诊断和检测的目的。本文首先对斜齿轮的时变啮合特性进行了分析,提出了斜齿轮时变动态激励的计算方法。然后通过对齿轮润滑状态的分析,建立了混合润滑状态下的斜齿轮磨损模型,并对不同运行条件下的齿面磨损分布进行了研究,该模型充分考虑了混合润滑状态下的微凸体接触、润滑油膜状态及齿面温升对磨损的影响。然后,根据斜齿轮的传动特性和磨损引起的齿侧间隙变化,建立了斜齿轮啮合冲击计算模型,并将冲击激励带入斜齿轮十八自由度动力学模型进行动态仿真分析。该模型考虑了磨损、轴承间隙和齿侧间隙的变化对啮合刚度、轮齿啮合位置和冲击激励的影响,通过该动力学模型,分别对齿轮在不同轴承间隙和不同磨损量的情况下进行了数值仿真分析,获得了齿轮的振动响应特性。同时,进行了不同轴承间隙和齿轮疲劳磨损试验以验证模型的可靠性,最后采用时域同步平均分析方法对采集的振动和噪声信号进行数据分析和处理,揭示了齿轮振动响应和啮合状态随磨损和间隙变化的规律。斜齿轮磨损数值仿真结果表明,齿轮磨损主要发生在齿根部位,小齿轮因其循环圈数较多,运行850小时后的齿根最大磨损量可达25.5μm,这是由齿根处的滑滚比较大,齿面温升较高,摩擦表面润滑状态差,导致磨损加剧。与传统的Archard磨损模型相比,混合润滑状态下的磨损模型得出的磨损量明显降低,约相差4个数量级,其齿面磨损深度随着齿面载荷的改变呈现不均匀分布。通过对齿轮啮合状态的分析可知,磨损会导致齿侧间隙增大和轮齿啮合冲击的升高,同时加剧了齿轮的动态传递误差,使动态啮合力升高。对磨损引起的冲击激励仿真分析可知,磨损导致啮合力的升高,进而导致齿轮啮合频率及其谐波幅值的升高。该特征和变化可以为齿轮的磨损监测提供可靠的理论依据。通过对不同轴承间隙下的齿轮动力学特性进行数值仿真和试验研究发现,轴承间隙的增加会导致齿轮径向位移的增大,进而导致齿轮的中心距增加,齿轮啮合角增大,齿轮啮合刚度逐渐降低;而轴承间隙的增大会导致齿侧间隙的增加,进而导致轮齿啮合冲击加剧。对齿轮的振动频谱分析可知,间隙增大导致齿轮啮合频率及其谐波的幅值逐渐升高,该特征可以有效的反应间隙对齿轮振动响应的影响。试验分析发现轴承间隙的过大会导致齿轮振动恶化,而间隙过小同样会导致齿轮振动响应的恶化,主要是因为过小的间隙导致轴承滚动件间发生摩擦导致的。对不同磨损深度下的齿轮进行了动力学仿真研究。首先,研究了磨损导致的轮齿啮合角、接触载荷及冲击力等啮合参数的变化。然后,通过动力学模型进行了齿轮振动响应分析。结果表明,磨损导致齿间啮合冲击加剧,进而导致齿轮啮合频率及其谐波幅值的升高。此外,进行了齿轮疲劳磨损试验研究,并采用时域同步平均方法对采集的振动和噪声信号进行降噪处理。通过对齿轮箱的振动信号分析可知,低速级齿轮由于转速低、润滑不良,导致齿轮发生磨损,进而导致啮合频率及其谐波的幅值、边频幅值呈现逐渐上升的趋势,该变化表征齿轮箱的振动特性随着磨损的加剧逐步恶化。试验结果验证了模型的可靠性,同时也表明了对齿轮振动和噪声信号进行合理的分析和处理,可以表征齿轮的磨损进程,进而达到对其进行早期磨损监测和诊断的目的。
姚明鲁[4](2021)在《间歇运动条件下滚子链的热弹流润滑问题的数值分析》文中研究说明本文运用弹流润滑理论,以滚子链传动为研究背景,采用数值分析的方法由简单到复杂研究了套筒-销轴铰链副接触区的润滑状态。由于加工误差的存在,套筒-销轴之间会存在点接触区,因此本论文的研究基于点接触假设。主要研究内容包括:(1)建立了间歇运动条件下点接触等温弹流润滑的数学模型,得到了针对该问题的完全数值解。研究了间歇运动、椭圆比、表面单粗糙谷/峰对接触区润滑状态的影响。发现间歇运动的停歇阶段由于挤压效应产生凹陷油膜,整体膜厚较低。椭圆比的增大会使得油膜压力发生不同程度的减小以及膜厚发生不同程度的增加。粗糙谷在一定程度上可以起到储油的功能。粗糙峰的存在容易在停歇阶段造成两表面直接接触引发润滑失效等。(2)将热效应考虑在内,建立了点接触稳态热弹流润滑问题的数学模型,得到了该问题下的完全数值解。详细研究了椭圆比、不同形式的表面织构以及当量曲率半径对接触区润滑状态的影响。发现随着椭圆比的增大,油膜压力与膜厚并不是线性变化,存在合适的椭圆比对接触区润滑状态有益。对表面织构进行合适的选取以及存在合适的当量曲率半径,同样可以形成有益的润滑状态。(3)进一步地,建立了间歇运动条件下点接触热弹流润滑的数学模型,得到了该问题的完全数值解。研究了热效应、载荷、周期时间对接触区润滑状态的影响。通过与等温解的比较,发现热效应可以显着降低油膜压力以及膜厚。油膜压力对载荷很敏感,而膜厚对载荷并不像压力那样敏感。周期时间的长短对接触区润滑状态有较大影响,当周期时间较短时,停歇阶段的油膜厚度更厚。
陈克应[5](2020)在《高强接触异质颗粒摩擦界面弹流润滑及结构优化研究》文中认为高端机械设备关键摩擦副在异常工况下发生高强接触时,摩擦界面局部接触载荷急剧升高,润滑油膜厚度减小,界面润滑性能下降,摩擦力随之增加,从而加剧了机械零件表面的摩擦磨损,进而使其出现故障和使用寿命缩短的风险升高,最终带来严重的经济损失和生产安全事故。改善摩擦界面在高强接触状态下的润滑性能,是提高机械设备零部件综合性能和故障容错率的关键。本文从提高摩擦界面在高强接触状态下的润滑性能出发,基于织构动压润滑原理,耦合异质颗粒复合材料力学和弹流润滑理论,建立了夹杂弹流润滑理论模型,考虑流体在高强接触条件下呈现出的非牛顿特性及温度变化,对不同颗粒参数和环境因素下夹杂弹流润滑的摩擦特性进行研究。以改善高强接触摩擦副弹流润滑条件为目的对异质颗粒参数进行综合优化,为实现异质颗粒摩擦界面在先进机械设备高强接触摩擦界面的应用提供了新的理论和技术基础。1单层颗粒规律分布异质复合材料应力场与表面形貌仿真研究。本文为了研究异质颗粒复合材料表面“类织构”结构的形成机理,采用均布载荷来模拟流体对固体接触面的近似作用力,并运用APDL语言建立了异质颗粒复合材料的力学仿真模型。用此模型研究了不同椭球颗粒长径比、材料特性、倾斜角度、埋藏深度等参数对异质颗粒复合材料内部应力场和表面位移的影响。从材料力学角度对异质复合材料表面“类织构”结构的形成机理进行了分析,为后续研究奠定基础。2异质颗粒摩擦界面弹流润滑及其结构参数优化数值研究。本文将异质颗粒摩擦界面弹性场与点接触弹流润滑理论进行耦合得到夹杂弹流润滑数学模型,同时考虑了摩擦界面间流体的非牛顿特性,采用Eyring模型对夹杂弹流润滑摩擦特性进行求解。分析了异质颗粒参数对夹杂弹流润滑行为及摩擦特性的影响,以改善界面润滑性能为目的对异质颗粒相关参数进行了初步优化。研究表明,合理的颗粒材料特性和结构参数可以有效减小异质颗粒摩擦界面弹流润滑的牵曳力,改善界面润滑性能。3不同颗粒分布密度和规律的异质摩擦界面弹流润滑数值研究。本文在前期颗粒参数优化的基础上,建立了含有不同颗粒分布密度和规律的夹杂弹流润滑理论模型。考虑到模型中颗粒数量增加对求解速度的制约,本文采用了多重网格算法(MG)对模型求解过程进行优化,通过求解分析得到了不同颗粒密度及分布规律情况下异质颗粒摩擦界面弹流润滑油膜和摩擦特性的变化特征,基于前期优化的结构参数实现了对颗粒分布密度和分布规律的进一步优化。4异质颗粒摩擦界面线接触热弹流润滑研究。摩擦界面发生高强接触时,接触载荷升高,高速运动过程中润滑油膜因粘性剪切和压缩作用而发热,流场热效应不能忽略。本文考虑了流场温度变化对油液粘度和密度的影响,建立了异质颗粒摩擦界面线接触热弹流润滑的理论模型。散热过程中,考虑界面热传导性能会受颗粒的影响而发生改变,文中对能量方程边界条件进行了改进,通过对能量方程和Reynolds方程的联合求解得出异质摩擦界面弹流润滑油膜厚度、压力、温度的分布情况。以保证界面润滑性能处于良好状态的同时实现对油膜温升的控制为目的,完成了对异质颗粒相关参数的优化。5等效异质颗粒摩擦界面弹流润滑性能实验研究。本文根据异质颗粒摩擦界面的结构和功能特点对其进行了等效化处理,设计并加工出了不同结构参数和材料特性的样本进行了实验与理论研究。为了提高数值研究的准确性,文中采用SP模型对实验样本的整体材料特性进行了估算。将理论与实验相结合对Stribeck曲线进行拟合,确定实验样本处于弹流润滑接触时摩擦试验机的工作参数,在此工况范围内完成了对不同颗粒参数和运动速度下等效异质颗粒摩擦界面点接触弹流润滑性能的测试。
路遵友[6](2020)在《滚动轴承热弹流润滑特性研究》文中认为滚动轴承被广泛用于具有旋转运动的高端机电系统中,润滑条件会直接影响轴承的摩擦学特性和机电系统的运动稳定性,滚动体与内、外圈接触弹流润滑特性可借助弹性流体动压润滑理论来分析和计算。以往的研究中,国内外学者考虑热效应和粗糙度的影响以期获得与真实值更加贴切的数值解。本文以滚动轴承为研究对象,考虑微观表面、热弹性变形、弹性模量变化等方面的影响因素,对接触表面的弹流润滑特性、热应力和热变形等方面进行了研究,为滚动轴承润滑分析与结构设计提供有价值的理论参考。论文主要研究内容包括:(1)运用多重网格法全近似格式,采用4层W循环结构分析了网格节点个数及松弛因子对最大误差的影响。基于热弹性力学理论,利用Bessel函数,结合应力函数法推导了圆柱体的热应力和热变形表达式,通过算例给出了Bessel函数的参数求解方法。(2)建立了深沟球轴承滚珠与内圈的椭圆点接触微观热弹流润滑模型,求解了6206深沟球轴承在不同类型粗糙度下弹流润滑特性,研究了不同随机粗糙度下内圈转速和综合弹性模量变化对弹流润滑特性的影响规律。(3)计入了热变形的影响,建立了圆柱滚子轴承滚子与内圈的有限长线接触热弹流润滑模型,引入热力转换原理,求解了NU204圆柱滚子轴承接触表面的弹流润滑特性,实现了对润滑接触表面的热弹性变形和热应力的求解,研究了内圈转速、载荷、黏度变化分别对润滑特性、热弹性变形和热应力的影响规律。(4)考虑微观表面和热变形的影响,建立了角接触球轴承滚珠与内圈的椭圆点接触微观热弹流润滑数学模型,以7032C角接触球轴承为研究对象计算了热弹流润滑特性,得到了接触表面的热弹性变形和热应力的分布,研究了内圈转速、轴向载荷和初始黏度变化对油膜压力、膜厚、温升、热弹性变形及热应力的影响。(5)综合考虑粗糙度、热变形和弹性模量的影响,建立了滚针轴承滚针与内圈有限长线接触热弹流润滑接触模型,提出了一种求解热弹流润滑特性的数值方法。该方法中,引入了弹性模量随温升的变化关系,求解了弹性模量场。以NAV4004滚针轴承为研究对象求解了润滑接触表面的油膜压力、膜厚、温升、弹性模量和热弹性变形的分布情况。进一步研究了载荷和卷吸速度分别对弹性模量、油膜压力和膜厚的影响规律。(6)利用其他学者在滚动轴承弹流润滑油膜测量的实验研究数据对本文提出的数值计算方法进行了验证。分别针对阻容振荡法和超声法油膜厚度测量实验中的D1842926N1Q1和N2312圆柱滚子轴承尺寸与润滑油参数,利用提出的考虑弹性模量变化和热弹性变形的有限长线接触热弹流润滑数值计算方法求解了最小油膜厚度,分别与对应工况下的实验数据进行对比,数值解与实验值吻合较好。
樊旭鹏[7](2020)在《考虑润滑油膜的谐波传动系统动态特性研究》文中进行了进一步梳理本文课题来源于重庆市人工智能技术创新重大主题专项重点研发项目“面向3C行业机器人协同研发与产业化”(cstc2017rgzn-zdyf0027)。谐波齿轮传动作为一种区别于传统齿轮的传动方式,以其更大的大传动比、更小的体积、更简便的结构、更轻的重量、更大的承载能力和更高的传动精度等优点,满足航天、机器人等行业发展所急需的要求和特性,因此被广泛应用在各高精度设备领域,其动态特性的研究对传动精度的提高及使用寿命的延长均有重要意义。本文以谐波齿轮为研究对象,考虑啮合点处的综合曲率半径、载荷及卷吸速度等因素,建立谐波齿轮有限长线接触弹流润滑模型,并运用数值计算方法求解润滑区域油膜厚度及压力分布,定量分析了转速和温度等工况对啮合区域接触载荷比、膜厚比等润滑特性参数,以及油膜刚度的影响;进一步,建立考虑润滑油膜的系统动力学模型及方程,分析油膜存在对系统动态特性的影响。论文主要研究内容如下:1.介绍了谐波齿轮传动基本运行原理,综合考虑载荷、曲率半径及卷吸速度,建立谐波齿轮有限长线接触弹流润滑模型,并为了求解简便及计算效率提高,对建立的润滑方程分别进行无量纲化、离散化处理,之后通过数值计算方法求解,拟定润滑求解流程。2.根据建立的润滑模型,运用数值计算方法,分析计算啮合区域油膜厚度及压力分布情况,研究了不同载荷和卷吸速度下啮合区域油膜压力及膜厚变化趋势,并采用膜厚比和接触载荷比为润滑特性评价指标,对系统在不同温度及转速工况下润滑特性的变化规律进行分析。3.在润滑计算基础上,介绍了几种油膜刚度分析方法,并分别计算得到不同方法下的油膜刚度,分析不同载荷、卷吸速度及粗糙度情况下得到的油膜刚度值,验证算法准确性;对比分析不同转速和温度工况下谐波齿轮啮合区域油膜刚度值,以获得其随工况的具体变化规律,为后续研究油膜对系统动态特性的影响打下基础。4.建立系统动力学模型,考虑动态传递误差、润滑油膜作用下的齿轮综合刚度等因素,建立系统动力学方程,对比分析了考虑润滑油膜作用时谐波齿轮系统综合刚度、动态啮合力、动态传递误差、位移等参数的变化情况,分析油膜对系统动态特性的影响规律。
姜莉莉[8](2020)在《基于激光工艺制备的表面微织构齿面摩擦性能研究》文中提出表面微织构具有改善表面摩擦磨损性能,增加表面承载力和“二次润滑”等优点,已实际应用于活塞环-衬套、滑动轴承、机械密封等共形接触领域,取得了较好的理论支撑和应用效果。目前,对微织构表面的研究逐渐从共形接触向非共形接触方向发展。例如在齿轮传动过程中,摩擦副的接触形式为线接触,同时还要求能够传递动力。因此,对表面微织构在非共形接触中的理论及实验研究提出了更高的要求。本文以微凹坑织构应用于齿条传动表面为研究对象,建立了齿轮啮合过程的简化模型。从理论分析与仿真计算、激光加工工艺探究及摩擦试验验证三个方面,开展了表面微织构与线接触摩擦副相结合的相关理论和实验研究,探索微织构表面应用于齿条传动的优化摩擦学性能。论文主要研究内容如下:(1)微织构齿面润滑理论研究。基于N-S方程的计算流体动力学(CFD)方法,建立齿面织构润滑的二维几何模型,分析不同面密度、深径比、滑动速度以及摩擦热条件下织构表面的油膜承载力,研究各因素的影响规律,并获得优化的织构设计参数。结果表明,具有最佳的动压性能的微凹坑面密度在20%至50%之间;深径比为0.0375至0.075之间;随着滑动速度的增大,油膜承载力不断增大;随着摩擦热的增大,油膜承载力先增大后减小。(2)微织构表面的激光加工工艺研究。利用皮秒激光器对40Cr金属表面进行微织构激光加工,重点研究激光功率、激光扫描速度、激光扫描次数及填充间距对微织构形貌的影响规律。结合三维表面轮廓仪进行表面检测,探索优化的激光加工工艺参数。结果表明,最佳激光工艺参数范围为:在激光功率为5.72W左右,扫描速度为100mm/s左右,可通过增大扫描次数来增大织构深度;激光环形填充间距可取0.004mm~0.008mm。(3)微织构齿面摩擦学性能研究。基于皮秒激光工艺制备圆形凹坑微织构,开展环-块线接触摩擦磨损实验。研究不同面密度、深径比和不同载荷、滑动速度的微织构表面的摩擦系数和磨损形貌。结果表明,在载荷为50N,滑动速度为1.026m/s时,最佳面密度为20%左右,最佳深径比为0.15左右;载荷和摩擦系数大小呈反比例线性关系;滑动速度和摩擦系数大小呈正比例线性关系;磨损表面均发生了不同程度的氧化磨损、黏着磨损和磨粒磨损。
姜敬伟[9](2020)在《自动络筒机空气捻接器润滑特性研究》文中提出空气捻接器是一种精密的机械设备,是自动络筒机的核心部件之一,其主要的传动形式为凸轮传动,目前高端空气捻接器制造技术主要掌握在国外少部分国家手中,为突破技术限制、改善空气捻接器润滑特性、提高工作稳定性和使用寿命,本文对自动络筒机空气捻接器进行了润滑特性研究。本文分析了空气捻接器凸轮过渡曲线形式,基于等温、热弹流、粗糙表面等不同计算条件,建立了相应的钢滚子滚过凸轮过渡曲线处时的弹流润滑模型,并通过多重网格法和多重网格积分法等相应的数值方法对建立的模型进行了求解,探究了不同的工况参数对润滑特性的影响并通过实验对等温弹流润滑计算进行了验证。主要研究内容如下:(1)阐述了自动络筒机空气捻接器润滑研究的背景、弹流润滑及其求解数值方法、混合润滑计算方法和弹流润滑实验的国内外研究现状,并提出了论文的研究目的,对论文的研究内容进行了总结。(2)利用展开的方法,建立过渡曲线坐标系,归纳出圆弧过渡曲线、抛物线过渡曲线和四次、五次多项式过渡曲线方程,并探究了凸轮半径R0、动程s和过渡角?对过渡曲线位移、类速度和类加速度的影响。研究结果表明:圆弧过渡曲线、抛物线过渡曲线不可避免地将会在过渡曲线端点处引起柔性冲击,减小凸轮半径R0、增大动程s和增大过渡角?有利于减小圆弧过渡曲线和抛物线过渡曲线的类加速度值,通过设计合理的参数,四次、五次多项式过渡曲线可以避免过渡曲线端点处的柔性冲击。(3)建立钢滚子滚过凸轮过渡曲线处的弹流润滑模型,联立了过渡曲线方程、钢滚子运动方程组和弹流润滑方程组形成控制方程组;对弹流润滑方程组无量纲化和离散,采用多重网格法进行求解,探究了不同参数对等温线接触弹流润滑油膜的影响规律。研究结果表明:粘度增大提高了润滑油在出口处的积聚程度,降低了最小膜厚增加的速度、提高了二次压力峰增加的速度;增大综合曲率半径时接触区内单位面积的油膜承载减小,润滑油膜压力整体下降,膜厚逐渐增大;卷吸速度增大,二次压力峰增加的速度大于中心压力,最小膜厚的增加速度低于中心膜厚;载荷增大时膜厚减小、中心压力显着增加,接触区变大,最小膜厚和二次压力峰向着出口移动。(4)基于等温和热弹流两种计算条件,利用多重网格法对建立的钢滚子滚过凸轮过渡曲线处的弹流润滑模型进行了求解,油膜温升计算采用逐步步进扫描法,分别探究了多个工况参数对润滑特性的影响。研究结果表明:工况参数在相同增量下,热弹流膜厚增量低于等温计算条件;适当增加凸轮半径R0、转速n、润滑油粘度0和钢滚子半径R1在两种计算条件下有利于改善润滑状况;而增加动程s或者过渡角θ则对改善润滑状况不利。(5)建立了钢滚子滚过凸轮过渡曲线处粗糙表面的混合润滑模型,使用载荷分担原理和数值解法进行了求解,对计算方法和计算结果进行了验证,并探究了多种工况参数对混合润滑特性的影响。研究结果表明:适当增加凸轮半径R0、转速n、润滑油粘度0和钢滚子半径R1对于改善混合润滑状况是有利的;增加动程s和过渡角θ不利于改善混合润滑状况。(6)基于光干涉法,利用弹流油膜测量仪进行实验,对等温线接触弹流润滑数值计算结果进行了验证和实验探究。研究结果表明:实验测得的膜厚值与数值计算结果具有较好的吻合性;卷吸速度增大,最小膜厚实验值逐渐增大,但增加的程度趋向放缓;载荷增大,最小膜厚实验值逐渐减小,同时数值计算值和实验测量值之间的相对误差有增大趋势。
赵晶晶[10](2019)在《直齿圆柱齿轮的磁流体热弹流润滑机理研究》文中认为随着航空航天制造业的发展与进步,极端环境下的润滑技术日益受到科研工作者的重视。现代机械尤其是航空、航天和兵器等高科技机械装备经常会在极端环境下工作,常规的润滑材料很难解决这些超常规条件下的摩擦学问题。航空发动机摩擦功能部件如齿轮长时间工作在高温、高速和重载等极端环境工况下,润滑条件十分恶劣,同时需要具备在乏油和断油状态下可靠工作的能力。磁流体能够准确的充满润滑表面,同时防止泄露,已经成功实现对相互接触的滚动、滑动表面的润滑。本文以航空发动机齿轮为研究对象,建立直齿圆柱齿轮的磁流体润滑数值模型。在前期齿轮程序开发的基础上,编写渐开线直齿圆柱齿轮磁流体润滑的计算程序,应用以连续介质力学为基础的多重网格数值方法,用有限差分法离散无量纲化方程,温度计算采用逐列扫描法。综合考虑齿轮在不同环境工况条件下的载荷谱特性,开展数值仿真研究。提出磁流体定向定域智能调控布油润滑的思路,分析多物理场耦合作用对齿轮润滑薄膜连续性的影响机理。研究不同基载液和不同磁性固体颗粒体积分数对磁流体润滑性能的影响。因为磁流体中的纳米磁性粒子受基载液影响较大,通过探究不同基载液的组成成分、粘度和密度等特点,分析其对磁流体润滑齿轮的影响。磁性固体颗粒在一定程度上增大了润滑剂的密度和粘度,当负载力较小时,磁流体内的分散剂和磁性颗粒会形成链状结构,此结构能显着增加润滑油膜的厚度和强度,改善磁流体的润滑性能。同时考虑润滑油膜受粘性剪切和压缩作用产生的热效应以及冲击载荷作用下对压力和膜厚的影响,对于指导实验设计和工程计算具有一定的参考价值。考虑磁流体润滑剂的非牛顿特性、磁性固体颗粒和温度场的热磁流固耦合作用,推导适合于磁流体润滑的Reynolds方程,建立渐开线直齿圆柱齿轮的磁流体润滑数值模型。Ree-Eyring非牛顿磁流体的特征剪切应力对轮齿间的压力、膜厚、摩擦系数和最高温度都有重要的影响,因为当载荷或应变率过高时,Newton流体的数值计算结果偏于保守,过高的估计了温度-粘度楔效应,所以非牛顿效应在两齿轮的弹流润滑分析中是不可忽略的。基于磁流体润滑理论的数值仿真,探究磁场效应对齿轮润滑性能的影响。分别进行有磁场和无磁场条件下磁流体润滑性能的对比分析,探究不同磁场强度对磁流体粘度、密度以及润滑性能的影响。磁性固体颗粒具有类似“滚珠”的作用,当磁感应强度增大时,润滑油膜厚度增加,“微轴承”作用更明显,摩擦系数和磨损量降低。根据1967年Dowson修正的最小膜厚公式对数值计算结果进行进行验证,得到数值结果与经验值的相对误差均小于10%,这就可以间接证明数值计算结果的准确性和可靠性。
二、齿轮润滑性能的多重网格技术应用研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、齿轮润滑性能的多重网格技术应用研究(论文提纲范文)
(1)螺旋锥齿轮弹流润滑及动力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 螺旋锥齿轮动力学特性研究现状及分析 |
1.2.2 螺旋锥齿轮弹性流体动压润滑研究现状及分析 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 螺旋锥齿轮轮齿动态啮合力的计算方法研究 |
2.1 引言 |
2.2 螺旋锥齿轮啮合模型及等效啮合参数 |
2.2.1 啮合模型 |
2.2.2 等效啮合参数的计算 |
2.2.3 等效啮合参数的比较 |
2.3 啮合刚度计算 |
2.3.1 平均割线啮合刚度 |
2.3.2 局部切线啮合刚度 |
2.3.3 啮合刚度计算示例 |
2.4 动态啮合力的计算方法 |
2.4.1 利用平均割线啮合刚度 |
2.4.2 利用局部切线啮合刚度 |
2.4.3 利用弹性接触力插值函数 |
2.5 螺旋锥齿轮动力学模型 |
2.5.1 集中参数动力学模型 |
2.5.2 动态传动误差计算 |
2.6 动态啮合力数值计算与分析 |
2.6.1 啮合模型对动态啮合力的影响 |
2.6.2 啮合刚度对动态啮合力的影响 |
2.7 本章小结 |
第3章 螺旋锥齿轮承载接触位置的弹流润滑分析 |
3.1 引言 |
3.2 螺旋锥齿轮承载接触点处齿面几何和运动参数计算 |
3.3 螺旋锥齿轮弹流润滑基本方程 |
3.4 等温弹流润滑数值计算方法 |
3.4.1 弹流润滑基本方程在多重网格上的表达 |
3.4.2 Reynolds方程的Gauss-Seidel逐行迭代 |
3.4.3 弹性变形方程的多重网格积分法 |
3.4.4 数值计算方法流程 |
3.5 螺旋锥齿轮等温弹流润滑分析 |
3.5.1 接触参数算法验证 |
3.5.2 接触点位置对润滑分析的影响 |
3.5.3 螺旋锥齿轮润滑特性分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 螺旋锥齿轮非牛顿热弹流润滑分析及摩擦系数计算 |
4.1 引言 |
4.2 非牛顿流体热弹流润滑基本方程 |
4.2.1 考虑剪切稀化效应的广义Reynolds方程 |
4.2.2 润滑剂状态方程 |
4.2.3 温度场控制方程 |
4.2.4 摩擦力及摩擦系数计算 |
4.3 热弹流润滑数值计算方法 |
4.3.1 压力控制方程的求解 |
4.3.2 温度控制方程的求解 |
4.3.3 数值计算方法流程 |
4.4 螺旋锥齿轮摩擦系数的快速算法 |
4.4.1 摩擦温升估计 |
4.4.2 摩擦系数计算 |
4.5 热弹流润滑特性及摩擦系数计算结果分析 |
4.5.1 热弹流润滑分析的参数 |
4.5.2 螺旋锥齿轮热弹流润滑基本特征分析 |
4.5.3 摩擦系数计算结果分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 螺旋锥齿轮摩擦动力学特性分析及实验研究 |
5.1 引言 |
5.2 螺旋锥齿轮摩擦-动力学模型 |
5.3 摩擦力影响下的螺旋锥齿轮动态特性分析 |
5.4 螺旋锥齿轮动力学特性实验研究 |
5.4.1 实验平台整体方案设计 |
5.4.2 振动测量方法 |
5.4.3 传动误差测量方法 |
5.4.4 最大动态啮合力间接测量法 |
5.4.5 实验测试结果分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录1 |
附录2 |
附录3 |
附录4 |
附录5 |
附录6 |
附录7 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
致谢 |
个人简历 |
(2)基于动力学理论的齿轮弹流润滑研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景及研究意义 |
1.2.1 研究背景 |
1.2.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 线接触弹性流体动力润滑的研究现状 |
1.3.2 齿轮弹流润滑的研究现状 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 振动与接触冲击耦合作用下齿轮的弹流润滑研究 |
2.1 数学模型 |
2.1.1 考虑齿面摩擦的动力学模型 |
2.1.2 啮合接触冲击模型 |
2.2 齿轮的弹流润滑模型 |
2.2.1 综合曲率半径 |
2.2.2 卷吸速度 |
2.2.3 润滑基本控制方程 |
2.2.4 基本方程的去量纲化 |
2.2.5 数值计算方法 |
2.3 结果分析与讨论 |
2.3.1 基于摩擦动力学模型的求解 |
2.3.2 振动与接触冲击的耦合作用对润滑的影响 |
2.4 本章小结 |
第3章 变位齿轮系统动力学与热弹流润滑耦合研究 |
3.1 数学模型 |
3.1.1 综合曲率半径 |
3.1.2 卷吸速度 |
3.1.3 热弹流润滑的基本控制方程 |
3.2 结果分析与讨论 |
3.2.1 基于简单的静载荷模型的求解 |
3.2.2 齿轮系统动力学与热弹流润滑耦合求解 |
3.3 本章小结 |
第4章 不同工况下齿轮系统动力学与油膜润滑耦合研究 |
4.1 数学模型 |
4.1.1 动力学模型 |
4.1.2 弹流润滑模型 |
4.1.3 油膜刚度模型 |
4.2 结果分析与讨论 |
4.2.1 不同载荷对动力学特性与润滑特性的影响 |
4.2.2 不同转速下齿轮系统动力学与油膜润滑耦合研究 |
4.3 本章小结 |
第5章 齿轮磁流体润滑与动力学耦合研究 |
5.1 数学模型 |
5.1.1 动力学模型 |
5.1.2 齿轮磁流体润滑模型 |
5.2 结果分析与讨论 |
5.2.1 不同基载液磁流体润滑与动力学耦合研究 |
5.2.2 磁场作用下磁流体润滑与齿轮动力学耦合研究 |
5.3 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间完成的学术成果 |
致谢 |
(3)考虑齿面磨损的多间隙耦合下的斜齿轮动态特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 齿轮润滑磨损理论研究概况 |
1.2.1 齿轮润滑理论的发展与研究现状 |
1.2.2 齿轮磨损理论的发展与研究现状 |
1.3 齿轮动力学数值仿真研究现状 |
1.4 斜齿轮磨损的诊断及状态监测研究现状 |
1.5 研究现状总结 |
1.6 论文主要内容及结构 |
第2章 斜齿轮的时变啮合特性及激励计算方法 |
2.1 引言 |
2.2 斜齿轮时变参数计算方法 |
2.2.1 时变接触线长度计算方法 |
2.2.2 时变啮合力计算方法 |
2.2.3 时变摩擦激励计算方法 |
2.3 齿轮几何参数对时变激励的影响 |
2.3.1 斜齿轮时变啮合线长度 |
2.3.2 螺旋角对时变激励的影响 |
2.3.3 齿宽对时变激励的影响 |
2.4 本章小节 |
第3章 混合润滑下的斜齿轮磨损模型 |
3.1 引言 |
3.2 传统Archard磨损模型 |
3.3 混合润滑下的斜齿轮磨损模型 |
3.3.1 线接触混合润滑模型 |
3.3.2 齿面温升 |
3.3.3 磨损模型 |
3.3.4 接触压力 |
3.3.5 滑动距离 |
3.3.6 磨损深度 |
3.4 磨损模型结果分析 |
3.4.1 磨损模型对比 |
3.4.2 转速对磨损深度的影响 |
3.4.3 负荷对磨损深度的影响 |
3.4.4 齿宽对磨损深度的影响 |
3.4.5 螺旋角对磨损深度的影响 |
3.4.6 循环圈数对磨损深度的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 考虑齿面磨损的多间隙耦合动力学模型 |
4.1 引言 |
4.2 斜齿轮时变啮合刚度计算方法 |
4.3 轴承间隙引起齿轮中心距变化 |
4.4 磨损导致动态齿侧间隙变化 |
4.5 磨损齿轮啮合冲击计算方法 |
4.5.1 啮合点位置 |
4.5.2 冲击接触线 |
4.5.3 冲击力计算 |
4.6 斜齿轮动力学模型 |
4.7 磨损冲击的数值仿真结果分析 |
4.7.1 轮齿受载变化 |
4.7.2 动态传递误差 |
4.7.3 轮齿啮合刚度 |
4.7.4 齿轮振动变化 |
4.8 本章小结 |
第5章 多间隙下的斜齿轮动力学特性研究 |
5.1 引言 |
5.2 轴承间隙对齿轮动力学特性响应的数值分析 |
5.2.1 齿轮动态位移 |
5.2.2 齿侧间隙及中心距 |
5.2.3 啮合啮合参数 |
5.2.4 动态传递误差 |
5.2.5 齿轮动态激励 |
5.2.6 齿轮振动响应 |
5.3 轴承间隙对齿轮动态响应的试验分析与验证 |
5.3.1 试验台架介绍 |
5.3.2 试验工况和步骤 |
5.3.3 原始振动信号 |
5.3.4 振动信号TSA分析 |
5.4 仿真和试验对比分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 齿面磨损的斜齿轮动力学特性研究 |
6.1 引言 |
6.2 不同磨损深度下的斜齿轮动力学特性数值分析 |
6.2.1 轮齿啮合角变化 |
6.2.2 齿面接触载荷变化 |
6.2.3 齿轮啮合参数 |
6.2.4 动态传递误差 |
6.2.5 齿轮动态激励 |
6.2.6 齿轮振动特性分析 |
6.3 斜齿轮疲劳磨损试验研究 |
6.3.1 试验设备及数据采集系统 |
6.3.2 试验工况介绍 |
6.3.3 齿轮试验数据分析 |
6.3.4 应用TSA到齿轮箱振动信号 |
6.3.5 齿轮箱振动信号的TSA分析 |
6.3.6 齿轮箱声学信号的TSA分析 |
6.4 仿真和试验对比分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论 |
7.1 本文主要结论 |
7.2 论文创新点 |
7.3 后续工作展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(4)间歇运动条件下滚子链的热弹流润滑问题的数值分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 弹性流体动力润滑理论的发展 |
1.3 弹性流体动力润滑数值计算方法的发展 |
1.4 现代弹流润滑理论国内外研究现状 |
1.5 本文的研究背景 |
1.5.1 工业链的发展概况 |
1.5.2 相关问题的研究进展 |
1.6 本文的研究内容及意义 |
1.6.1 研究内容 |
1.6.2 研究意义 |
第二章 间歇运动条件下点接触等温弹流润滑理论 |
2.1 卷吸速度模型的建立 |
2.2 基本理论方程 |
2.2.1 计算域的取定 |
2.2.2 Reynolds方程 |
2.2.3 膜厚方程 |
2.2.4 粘度、密度方程 |
2.2.5 载荷方程 |
2.2.6 运动学方程 |
2.3 无量纲化 |
2.3.1 Reynolds方程的无量纲化 |
2.3.2 膜厚方程的无量纲化 |
2.3.3 粘度、密度方程的无量纲化 |
2.3.4 载荷方程的无量纲化 |
2.4 所采用的数值计算方法 |
2.5 本章小结 |
第三章 间歇运动条件下点接触等温弹流润滑问题结果与讨论 |
3.1 物理参数的取定 |
3.2 间歇运动的影响 |
3.3 表面粗糙谷及其位置的影响 |
3.3.1 表面粗糙谷在中央时的影响 |
3.3.2 表面粗糙谷在靠近接触区入口时的影响 |
3.3.3 表面粗糙谷在靠近接触区出口时的影响 |
3.4 表面粗糙峰的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 点接触稳态热弹流润滑理论 |
4.1 基本理论方程 |
4.1.1 Reynolds方程 |
4.1.2 膜厚方程 |
4.1.3 粘度、密度方程 |
4.1.4 载荷方程 |
4.1.5 温度场方程 |
4.2 无量纲化 |
4.2.1 Reynolds方程的无量纲化 |
4.2.2 膜厚方程的无量纲化 |
4.2.3 粘度、密度方程的无量纲化 |
4.2.4 载荷方程的无量纲化 |
4.2.5 温度场方程的无量纲化 |
4.3 所采用的数值计算方法 |
4.4 本章小结 |
第五章 点接触稳态热弹流润滑问题结果与讨论 |
5.1 物理参数的取定 |
5.2 椭圆比对光滑表面接触的影响 |
5.3 表面波纹度的影响 |
5.3.1 横向表面波纹度的影响 |
5.3.2 纵向表面波纹度的影响 |
5.4 不同形式凹槽的影响 |
5.4.1 纵向凹槽的影响 |
5.4.2 横向粗凹槽的影响 |
5.5 当量曲率半径的影响 |
5.6 本章小结 |
第六章 间歇运动条件下点接触热弹流润滑问题 |
6.1 基本理论方程 |
6.1.1 Reynolds方程 |
6.1.2 膜厚方程 |
6.1.3 粘度、密度方程 |
6.1.4 载荷方程 |
6.1.5 温度场方程 |
6.2 无量纲化 |
6.2.1 Reynolds方程的无量纲化 |
6.2.2 膜厚方程的无量纲化 |
6.2.3 粘度、密度方程的无量纲化 |
6.2.4 温度场方程的无量纲化 |
6.2.5 摩擦系数 |
6.3 物理参数的取定 |
6.4 所采用的数值计算方法 |
6.5 结果及讨论 |
6.5.1 热效应的影响 |
6.5.2 载荷的影响 |
6.5.3 运动周期时间的影响 |
6.6 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 本文的创新之处 |
7.3 对今后工作的设想与展望 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
致谢 |
(5)高强接触异质颗粒摩擦界面弹流润滑及结构优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究的科学意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 异质复合材料接触弹性场和摩擦性能研究 |
1.2.2 非光滑表面弹流润滑研究 |
1.2.3 异质复合材料表面弹流润滑接触研究 |
1.2.4 复合材料及非光滑表面弹流润滑接触温度场研究 |
1.3 研究目标及研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
第2章 单层颗粒规律分布复合材料应力场与表面形貌研究 |
2.1 椭球形异质颗粒复合材料弹性场仿真力学模型的建立 |
2.2 椭球形异质颗粒复合材料弹性场计算结果分析 |
2.2.1 不同颗粒埋藏深度的复合材料弹性场计算结果分析 |
2.2.2 不同粒径比的复合材料弹性场计算结果分析 |
2.2.3 不同弹性模量比的复合材料弹性场计算结果分析 |
2.2.4 不同倾斜角度的复合材料弹性场计算结果分析 |
2.3 本章小结 |
第3章 异质颗粒摩擦界面弹流润滑及其结构参数优化数值研究 |
3.1 异质颗粒复合材料弹性场求解 |
3.1.1 异质颗粒复合材料接触问题的描述 |
3.1.2 异质颗粒复合材料弹性场控制方程 |
3.2 异质颗粒复合材料表面点接触弹流润滑模型 |
3.2.1 异质颗粒引起的表面位移 |
3.2.2 无量纲化 |
3.2.3 非牛顿流体的等温点接触EHL滑雷诺方程 |
3.2.4 边界条件 |
3.2.5 油膜厚度 |
3.2.6 粘度—压力方程 |
3.2.7 密度—压力方程 |
3.2.8 载荷平衡方程 |
3.2.9 弹流润滑牵引系数 |
3.3 离散化和迭代过程 |
3.4 润滑特性分析 |
3.4.1 异质颗粒本征应变对弹流润滑的影响 |
3.4.2 颗粒埋藏深度对弹流润滑的影响 |
3.4.3 颗粒尺寸对弹流润滑的影响 |
3.4.4 颗粒间距对弹流润滑的影响 |
3.5 异质颗粒对复合材料内部剪应力的影响 |
3.5.1 硬质颗粒对最大剪应力区域的影响 |
3.5.2 软质颗粒对最大剪应力区域的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 不同颗粒分布密度和规律的异质摩擦界面弹流润滑数值研究 |
4.1 异质颗粒复合材料表面弹流润滑数学模型 |
4.2 夹杂弹流润滑数学模型离散化 |
4.2.1 雷诺方程的有限差分法模型 |
4.2.2 方程的离散化 |
4.3 夹杂EHL的多重网格求解过程 |
4.4 夹杂弹流润滑性能分析 |
4.4.1 不同分布密度的颗粒异质复合材料接触应力场 |
4.4.2 不同颗粒分布密度对弹流润滑油膜状态和摩擦特性的影响 |
4.4.3 颗粒偏置和间距比对弹流润滑摩擦性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 异质颗粒摩擦界面线接触热弹流润滑研究 |
5.1 异质颗粒摩擦界面线接触热弹流润滑理论模型 |
5.2 数值模型的本构方程 |
5.2.1 无量纲雷诺方程 |
5.2.2 无量纲能量方程 |
5.2.3 无量纲膜厚方程及夹杂位移方程 |
5.2.4 Roelands粘度-压力和密度-压力的温度方程 |
5.2.5 载荷平衡方程 |
5.3 异质颗粒摩擦界面线接触热弹流润滑求解过程 |
5.3.1 模型离散化 |
5.3.2 迭代流程 |
5.4 计算结果与分析 |
5.4.1 不同颗粒本征应变对热弹流润滑油膜状态的影响 |
5.4.2 颗粒尺寸及埋藏深度对最小油膜厚度的影响 |
5.4.3 颗粒尺寸和埋藏深度对油膜各层最大温升的影响 |
5.4.4 接触间隙中颗粒所在位置及颗粒间隙中点处的温度分布 |
5.4.5 运动速度和滑滚比对接触区内最大温升和平均温升的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 等效异质颗粒摩擦界面弹流润滑性能实验研究 |
6.1 实验方案设计 |
6.1.1 异质颗粒复合材料成型设计 |
6.1.2 异质颗粒复合材料实验样本制作 |
6.2 异质颗粒复合材料摩擦特性对比实验 |
6.2.1 异质颗粒复合材料表面弹流润滑实验设计 |
6.2.2 等效异质夹杂复合材料表面点接触弹流润滑数值求解 |
6.2.3 实验与理论结果对比分析 |
6.2.4 不同等效夹杂界面运动速度下的牵曳系数对比分析 |
6.3 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 本文工作总结与展望 |
7.1.1 工作总结 |
7.1.2 研究展望 |
7.2 本文创新点 |
参考文献 |
致谢 |
附录1 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
附录2 攻读博士学位期间参与的科研项目 |
(6)滚动轴承热弹流润滑特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 点接触弹流润滑理论的研究现状 |
1.2.2 线接触弹流润滑理论研究现状 |
1.2.3 有限长线接触弹流润滑理论的研究现状 |
1.2.4 热膨胀系数与机械热变形理论的研究现状 |
1.2.5 国内外研究中存在的问题 |
1.3 课题来源和主要研究内容 |
2 多重网格技术及热弹性变形推导 |
2.1 多重网格技术 |
2.2 固体表面热弹性变形的推导 |
2.3 本章小结 |
3 深沟球轴承微观热弹流润滑分析 |
3.1 几何模型 |
3.2 数学模型 |
3.2.1 基本方程 |
3.2.2 方程的无量纲形式 |
3.2.3 控制方程的离散化 |
3.3 数值方法 |
3.4 结果分析 |
3.4.1 随机粗糙度与参数变化的影响分析 |
3.4.2 Y方向粗糙度与参数变化的影响分析 |
3.4.3 X方向粗糙度与参数变化的影响分析 |
3.5 本章小结 |
4 考虑热弹性变形的圆柱滚子轴承热弹流分析 |
4.1 接触模型 |
4.2 数学模型 |
4.2.1 润滑控制方程 |
4.2.2 控制方程的无量纲化 |
4.2.3 控制方程的离散化 |
4.3 数值计算方法 |
4.4 计算结果分析 |
4.4.1 轴承润滑特性与热弹性分析 |
4.4.2 转速对润滑特性和热应力的影响 |
4.4.3 载荷对润滑特性和热应力的影响 |
4.4.4 黏度对润滑特性和热应力的影响 |
4.5 本章小结 |
5 考虑热弹性变形的角接触球轴承微观热弹流分析 |
5.1 几何模型 |
5.2 数学模型 |
5.2.1 基本控制方程 |
5.2.2 控制方程的无量纲化 |
5.2.3 控制方程的离散化 |
5.3 数值计算方法 |
5.4 计算结果分析 |
5.4.1 轴承参数及结果分析 |
5.4.2 转速对润滑特性和热弹性变形的影响 |
5.4.3 载荷对润滑特性和热弹性变形的影响 |
5.4.4 黏度对润滑特性和热弹性变形的影响 |
5.4.5 算法对比验证 |
5.5 本章小结 |
6 考虑弹性模量变化和热弹性变形的滚针轴承微观热弹流分析 |
6.1 润滑接触模型 |
6.2 数学模型 |
6.2.1 润滑控制方程 |
6.2.2 控制方程的无量纲化 |
6.3 数值计算方法 |
6.4 计算结果分析 |
6.4.1 轴承润滑特性与热弹性分析 |
6.4.2 载荷对润滑特性的影响 |
6.4.3 卷吸速度对润滑特性的影响 |
6.5 本章小结 |
7 滚动轴承油膜厚度的数据验证 |
7.1 阻容振荡法膜厚验证 |
7.1.1 阻容振荡法膜厚测量原理 |
7.1.2 工况参数及结果对比 |
7.2 超声法膜厚的验证 |
7.2.1 超声法膜厚测量原理 |
7.2.2 工况参数及结果对比 |
7.3 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 创新点 |
8.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间主要研究成果 |
(7)考虑润滑油膜的谐波传动系统动态特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 谐波齿轮系统润滑研究现状 |
1.2.2 弹流润滑及油膜刚度研究现状 |
1.2.3 谐波齿轮系统动态特性研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
第二章 谐波传动系统弹流润滑模型建立 |
2.1 谐波齿轮传动基本原理 |
2.2 弹流润滑模型建立 |
2.2.1 几何学及受力分析 |
2.2.2 润滑控制方程组建立 |
2.3 方程无量纲化 |
2.4 控制方程离散化 |
2.5 数值计算方法 |
2.6 本章小结 |
第三章 谐波传动系统润滑特性研究 |
3.1 弹流润滑结果验证及分析 |
3.1.1 润滑油膜及压力求解 |
3.1.2 载荷和卷吸速度影响 |
3.2 工况对接触区域润滑特性影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 谐波齿轮弹流润滑油膜刚度分析 |
4.1 油膜刚度模型建立 |
4.2 油膜刚度计算及分析验证 |
4.2.1 载荷及卷吸速度的影响 |
4.2.2 粗糙度对油膜刚度的影响 |
4.3 工况对谐波齿轮油膜刚度影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 润滑油膜作用下谐波传动系统动态特性分析 |
5.1 动力学模型及方程建立 |
5.2 考虑润滑油膜时系统动态特性分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
(8)基于激光工艺制备的表面微织构齿面摩擦性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 表面微织构润滑理论的研究进展 |
1.2.2 表面微织构摩擦性能的研究进展 |
1.2.3 表面微织构工程化应用的研究进展 |
1.3 主要研究内容 |
第二章 动压润滑条件下微凹坑齿面润滑性能研究 |
2.1 引言 |
2.2 表面微织构润滑基础理论 |
2.2.1 计算流体力学基础理论 |
2.2.2 表面微织构润滑基本原理 |
2.3 齿面织构动压润滑性能的CFD建模 |
2.3.1 几何模型建立 |
2.3.2 网格划分 |
2.3.3 边界条件设定 |
2.3.4 计算求解 |
2.3.5 评价指标 |
2.4 织构参数对油膜承载力的影响 |
2.4.1 试验方案 |
2.4.2 微凹坑面密度的影响 |
2.4.3 微凹坑深径比的影响 |
2.5 工况条件对油膜承载力的影响 |
2.5.1 试验方案 |
2.5.2 滑动速度的影响 |
2.5.3 摩擦热的影响 |
2.6 本章小结 |
第三章 激光加工微凹坑织构工艺试验研究 |
3.1 引言 |
3.2 试验与检测设备 |
3.3 激光无填充加工微凹坑试验 |
3.3.1 试验方案 |
3.3.2 激光加工功率对织构轮廓的影响 |
3.3.3 激光扫描速度对织构轮廓的影响 |
3.3.4 激光扫描次数对织构轮廓的影响 |
3.4 激光环形填充加工微凹坑试验 |
3.4.1 试验方案 |
3.4.2 填充间距对微凹坑深度的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 微凹坑织构齿面摩擦性能试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 仪器设备与试验准备 |
4.2.1 试验与检测设备 |
4.2.2 试验准备 |
4.3 织构参数对微织构表面摩擦性能的影响 |
4.3.1 试验方案 |
4.3.2 微凹坑面密度的影响 |
4.3.3 微凹坑深径比的影响 |
4.4 工况条件对微织构表面摩擦性能的影响 |
4.4.1 试验方案 |
4.4.2 载荷的影响 |
4.4.3 滑动速度的影响 |
4.5 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间主要研究成果 |
附录 |
附录A 摩擦磨损试验机摩擦副试样参数 |
(9)自动络筒机空气捻接器润滑特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 弹流润滑理论研究 |
1.2.2 弹流润滑实验研究 |
1.3 研究目的和内容 |
1.3.1 研究目的 |
1.3.2 研究内容 |
2 过渡曲线运动特性分析 |
2.1 过渡曲线坐标系 |
2.2 过渡曲线形式 |
2.3 过渡曲线方程 |
2.3.1 圆弧过渡曲线 |
2.3.2 抛物线过渡曲线 |
2.3.3 四次多项式过渡曲线 |
2.3.4 五次多项式过渡曲线 |
2.4 过渡曲线运动特性探究 |
2.4.1 圆弧过渡曲线 |
2.4.2 抛物线过渡曲线 |
2.4.3 四次多项式过渡曲线 |
2.4.4 五次多项式过渡曲线 |
2.5 本章小结 |
3 过渡曲线处润滑模型 |
3.1 弹流润滑数值方法及计算过程 |
3.2 过渡曲线处弹流润滑模型的建立 |
3.3 凸轮过渡曲线处控制方程组 |
3.3.1 钢滚子运动方程组 |
3.3.2 弹流润滑方程组 |
3.4 数值方法 |
3.4.1 无量纲化计算参数 |
3.4.2 弹流润滑方程组方程无量纲化 |
3.4.3 方程的离散 |
3.4.4 计算结果收敛判据 |
3.5 数值计算结果 |
3.6 等温线接触弹流润滑计算和特性分析 |
3.6.1 粘度η_0对等温线接触弹流润滑的影响 |
3.6.2 综合曲率半径R对等温线接触弹流润滑的影响 |
3.6.3 卷吸速度u对等温线接触弹流润滑的影响 |
3.6.4 载荷w对等温线接触弹流润滑的影响 |
3.7 本章小结 |
4 过渡曲线处等温和热弹流润滑特性研究 |
4.1 过渡曲线处等温弹流润滑计算结果 |
4.2 不同参数对过渡曲线处等温弹流润滑的影响 |
4.2.1 凸轮半径R_0对过渡曲线处等温弹流润滑的影响 |
4.2.2 动程s对过渡曲线处等温弹流润滑的影响 |
4.2.3 过渡角θ对过渡曲线处等温弹流润滑的影响 |
4.2.4 转速n对过渡曲线处等温弹流润滑的影响 |
4.2.5 润滑油粘度η_0对过渡曲线处等温弹流润滑的影响 |
4.2.6 钢滚子半径R_1对过渡曲线处等温弹流润滑的影响 |
4.3 过渡曲线处热弹流润滑计算 |
4.3.1 热弹流基本方程 |
4.3.2 无量纲化 |
4.3.3 计算方法和收敛条件 |
4.3.4 热弹流和等温弹流润滑计算结果对比 |
4.4 不同参数对过渡曲线处热弹流润滑的影响 |
4.4.1 凸轮半径R_0对过渡曲线处热弹流润滑的影响 |
4.4.2 动程s对过渡曲线处热弹流润滑的影响 |
4.4.3 过渡角θ对过渡曲线处热弹流润滑的影响 |
4.4.4 转速n对过渡曲线处热弹流润滑的影响 |
4.4.5 润滑油粘度η_0对过渡曲线处热弹流润滑的影响 |
4.4.6 钢滚子半径R_1对过渡曲线处热弹流润滑的影响 |
4.5 本章小结 |
5 过渡曲线处混合润滑特性研究 |
5.1 润滑状态判断 |
5.2 建立混合润滑模型 |
5.3 摩擦系数、膜厚和油膜承载占比计算 |
5.4 计算方法与计算参数 |
5.5 计算验证 |
5.6 凸轮过渡曲线处混合润滑计算结果 |
5.7 不同参数对凸轮过渡曲线处混合润滑的影响 |
5.7.1 凸轮半径R_0对混合润滑的影响 |
5.7.2 过渡角θ对混合润滑的影响 |
5.7.3 动程s对混合润滑的影响 |
5.7.4 转速n对混合润滑的影响 |
5.7.5 粘度η_0对混合润滑的影响 |
5.7.6 钢滚子半径R_1对混合润滑的影响 |
5.8 本章小结 |
6 弹流润滑实验 |
6.1 润滑油膜测量原理 |
6.2 润滑油膜测量实验装置 |
6.2.1 回转单元 |
6.2.2 加载单元 |
6.2.3 激光单元 |
6.2.4 伺服控制单元 |
6.2.5 图像采集处理单元 |
6.3 实验前提保证 |
6.4 实验条件和实验材料 |
6.5 等温线接触弹流润滑计算实验验证 |
6.5.1 干接触实验测量 |
6.5.2 卷吸速度参数变化验证实验 |
6.5.3 载荷参数变化验证实验 |
6.6 本章小结 |
总结与展望 |
总结 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士研究生期间发表的学术论文目录 |
(10)直齿圆柱齿轮的磁流体热弹流润滑机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.1.1 课题的研究背景 |
1.1.2 课题的研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 磁流体润滑油膜的承载能力研究 |
1.2.2 纳米颗粒对磁流体润滑性能的研究 |
1.2.3 非牛顿效应对磁流体润滑性能的研究 |
1.2.4 外磁场对磁流体润滑性能的研究 |
1.3 本文主要的研究内容 |
第2章 不同基载液磁流体直齿轮瞬态热弹流润滑分析 |
2.1 数学模型 |
2.2 基本方程 |
2.2.1 Reynolds方程 |
2.2.2 膜厚方程 |
2.2.3 粘度方程 |
2.2.4 密度方程 |
2.2.5 载荷方程 |
2.2.6 油膜能量方程 |
2.2.7 剪应力和流速的计算公式 |
2.2.8 摩擦系数的计算 |
2.3 控制方程无量纲化 |
2.3.1 Reynolds方程的无量纲化 |
2.3.2 膜厚方程的无量纲化 |
2.3.3 密压方程的无量纲化 |
2.3.4 粘压方程的无量纲化 |
2.3.5 载荷方程的无量纲化 |
2.4 数值方法 |
2.5 结果分析与讨论 |
2.5.1 不同载液磁流体的润滑膜特性 |
2.5.2 转速对酯基H01磁流体润滑膜特性的影响 |
2.5.3 载荷对酯基H01磁流体润滑膜特性的影响 |
2.5.4 时变对酯基H01磁流体润滑膜特性的影响 |
2.6 本章小结 |
第3章 冲击载荷下不同载液磁流体直齿圆柱齿轮的弹流润滑分析 |
3.1 数学模型 |
3.2 基本方程 |
3.2.1 载荷方程 |
3.2.2 载荷方程的无量纲化 |
3.3 数值方法 |
3.4 结果分析与讨论 |
3.4.1 不同载液磁流体下冲击载荷对压力和膜厚的影响 |
3.4.2 冲击载荷下不同传动比对二酯基D01磁流体压力和膜厚的影响 |
3.4.3 冲击载荷下不同功率对二酯基D01磁流体压力和膜厚的影响 |
3.4.4 冲击载荷下不同重合度对二酯基D01磁流体压力和膜厚的影响 |
3.4.5 冲击载荷下不同齿顶高系数对二酯基D01磁流体压力和膜厚的影响 |
3.4.6 冲击载荷下不同齿数对二酯基D01磁流体压力和膜厚的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 非牛顿磁流体润滑的齿轮热弹流润滑数值分析 |
4.1 数学模型 |
4.1.1 粘度计算公式 |
4.1.2 摩擦系数计算公式 |
4.2 基本方程的无量纲化 |
4.2.1 Reynolds方程的无量纲化 |
4.2.2 摩擦系数方程的无量纲化 |
4.3 数值计算方法 |
4.4 结果分析与讨论 |
4.4.1 Newton流体与Ree-Eyring非牛顿磁流体润滑性能对比 |
4.4.2 不同转速对Ree-Eyring非牛顿磁流体润滑性能的影响 |
4.4.3 不同载荷对Ree-Eyring非牛顿磁流体润滑性能的影响 |
4.4.4 不同传动比对Ree-Eyring非牛顿磁流体润滑性能的影响 |
4.4.5 不同压力角对Ree-Eyring非牛顿磁流体润滑性能的影响 |
4.5 本章小结 |
第5章 考虑磁场效应磁流体润滑性能的数值求解 |
5.1 数学模型 |
5.1.1 磁性固体颗粒体积分数对粘度方程的影响分析 |
5.1.2 磁性固体颗粒体积分数对密度方程的影响分析 |
5.1.3 磁场强度对基本方程计算参数的影响分析 |
5.2 基本方程 |
5.2.1 Reynolds方程 |
5.2.2 粘压粘温方程 |
5.2.3 密压密温方程 |
5.2.4 载荷方程 |
5.3 数值方法 |
5.4 结果与讨论 |
5.4.1 磁性固体颗粒对磁流体润滑膜特性的影响 |
5.4.2 不同磁性固体颗粒体积分数对润滑膜特性的影响 |
5.4.3 磁场效应对磁流体润滑膜特性的影响 |
5.4.4 不同磁感应强度对磁流体润滑膜特性的影响 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 未来展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间完成的学术成果 |
致谢 |
四、齿轮润滑性能的多重网格技术应用研究(论文参考文献)
- [1]螺旋锥齿轮弹流润滑及动力学特性研究[D]. 孙晓宇. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [2]基于动力学理论的齿轮弹流润滑研究[D]. 菅光霄. 青岛理工大学, 2021(02)
- [3]考虑齿面磨损的多间隙耦合下的斜齿轮动态特性研究[D]. 孙秀全. 太原理工大学, 2021(01)
- [4]间歇运动条件下滚子链的热弹流润滑问题的数值分析[D]. 姚明鲁. 东华大学, 2021
- [5]高强接触异质颗粒摩擦界面弹流润滑及结构优化研究[D]. 陈克应. 武汉科技大学, 2020(01)
- [6]滚动轴承热弹流润滑特性研究[D]. 路遵友. 西安理工大学, 2020
- [7]考虑润滑油膜的谐波传动系统动态特性研究[D]. 樊旭鹏. 重庆交通大学, 2020(01)
- [8]基于激光工艺制备的表面微织构齿面摩擦性能研究[D]. 姜莉莉. 厦门理工学院, 2020(01)
- [9]自动络筒机空气捻接器润滑特性研究[D]. 姜敬伟. 青岛科技大学, 2020(01)
- [10]直齿圆柱齿轮的磁流体热弹流润滑机理研究[D]. 赵晶晶. 青岛理工大学, 2019(02)