基于时变模型的齿轮啮合过程润滑状态研究.pdf

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1、2010年2月润滑与密封Feb．2010第35卷第2期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．35No．2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．02．O11基于时变模型的齿轮啮合过程润滑状态研究陈立锋吴晓铃秦大同(1．湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201；2．重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044)摘要：基于Dowson提出的最小油膜厚度方程，利用Matlab／Simulink仿真平台，建立齿轮啮合过程润滑状态的实时仿真系统。分析了齿轮啮合过程最小油膜厚度的时域变化情况，研究了齿轮润

2、滑状态随转速、输入扭矩的变化关系，计算结果表明：随着啮合点向主动齿轮齿顶移动，其最小油膜厚度逐渐增大；齿轮点蚀经常发生在节圆附近。对节圆处的润滑状态进行了研究，发现随着输入转速的增加，轮齿节圆处的最小油膜厚度逐渐增加；随着输入扭矩的增加，轮齿节圆处的最小油膜厚度减小。关键词：油膜厚度；润滑状态；时变；齿轮中图分类号：TH132．41文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)2—044—4StudyontheLubricationRegimeofGearMeshingBased0ntheTime．varyingModelchenL

3、ifenfl‘WuXiaolingQinDatong(1．CollegeofElectromechanicalEngineering，HunanUniversityofScienceandTechnology，XiangtanHunan411201，China；2．TheStateKeyLaboratoryofMechanicalTransmission，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Anewmodelforthelubricationregimebetweentheg

4、earteethwaspresented．AccordingtominimumfilmthicknesstheorywhichwasputforwardbyDowson，thismethodwasemployedtocalculatethetime—varyingminimumfilmthicknesswithMatlab／Simulink．Thetime—varyingofminimumfilmthicknessofgearwasanalyzedwhilethegearisoperat—ing．Thechangeoflubrication

5、stateofgearunderdifferentloadsandrotatingspeedswasstudied．Theresultsshowthattheminimumfilmthicknessincreasesasthemeshingpointmovesfromtheroottothetopoftooth，thepittingoftenoccursingearpitch．Thelubricationstateinthepitchwasanalyzed．Itisshowntheminimumfilmthicknessonthepitch

6、increaseswiththeincreaseofinputspeedwhilethethicknessdecreasesundertheheavierload．Keywords：filmthickness；lubricationregime；time—varying；gear润滑状态是决定轮齿的摩擦力大小及其分布的重滑和摩擦学相关原理，根据Stribeck曲线来确定。要因素之一，分析轮齿的润滑状态对齿轮失效、减摩近年来，国内外学者已从理论和试验角度出发，对降噪等研究具有积极的意义。国内外的学者在齿轮接Stribeck曲线进行深入研究和修

7、正，但由于试验条件触区油膜厚度分布及润滑状态方面已展开了广泛的研的局限性，使得在对齿面润滑状态进行研究时，大多究”。自Martin将接触面视为刚体，按一般流体情况将摩擦因数作为定值进行处理。动力润滑理论对油膜厚度进行分析以来，Dowson弹流润滑状态下的齿轮啮合过程较为复杂，处于等在对等温的线接触弹流进行了一系列数值计算不同的啮合位置，相接触齿廓间的相当滑动速度的方的基础上，提出了实用的膜厚计算公式，为润滑状态向和大小均在发生急剧变化，从而造成油膜厚度极不的分析奠定了基础。均匀，研究齿轮啮合过程润滑状态的时变过程对齿轮目前，润滑状态的理论分

8、析主要基于弹性流体润的设计将具有实际指导意义。本文作者根据齿轮啮合过程的基本特点，采用Dowson提出的最小油膜厚度方程，分析齿轮啮合过程最小油膜厚度的时域变化基金项目：国家“8