齿轮动力学与弹性流体动力润滑耦合研究

菅光霄; 王优强; 罗恒; 云凯 李

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2020.02.004

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齿轮动力学与弹性流体动力润滑耦合研究

理论研究 | 更新时间：2022-10-25

- 齿轮动力学与弹性流体动力润滑耦合研究
- Study on the Coupling of Gear Dynamics and Elastohydrodynamic Lubrication
- 机械传动 2020年44卷第2期页码：22-27
- 作者机构：
  
  1.青岛理工大学机械与汽车工程学院，山东青岛 266520
- 作者简介：
  
  菅光霄（1995— ），男，山东德州人，硕士，主要从事齿轮的弹流润滑研究。
  王优强（1970— ），男，山东沂水人，教授，博导，主要从事齿轮及轴承的弹流润滑研究。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51575289;51705270)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.02.004
  中图分类号：
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菅光霄,王优强,罗恒等.齿轮动力学与弹性流体动力润滑耦合研究[J].机械传动,2020,44(02):22-27.

Jian Guangxiao Wang Youqiang Luo Heng Li Yunkai.Study on the Coupling of Gear Dynamics and Elastohydrodynamic Lubrication[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(02):22-27.
菅光霄,王优强,罗恒等.齿轮动力学与弹性流体动力润滑耦合研究[J].机械传动,2020,44(02):22-27. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.02.004.

Jian Guangxiao Wang Youqiang Luo Heng Li Yunkai.Study on the Coupling of Gear Dynamics and Elastohydrodynamic Lubrication[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(02):22-27. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.02.004.

摘要

为探究齿轮的动力学特性与弹流润滑耦合效应，综合考虑齿轮啮合刚度的时变效应和表面粗糙度对齿轮动力学行为的影响，基于动力学理论，建立了6自由度摩擦动力学模型。采用解耦方法求解该模型，将求解获得的轮齿动态啮合力和表面波动速度用于弹流润滑分析中。通过实例研究了动、静两种载荷模型下齿轮的弹流润滑特性。研究表明，与平稳载荷相比，基于动载荷模型的齿轮弹流润滑研究更能准确反映齿轮的瞬态润滑特性，在啮合刚度的激励下，润滑时油膜压力和油膜厚度均表现出一定的振荡效应。啮入点、单齿啮入点以及单齿啮出点存在较大的冲击，是齿轮弹流润滑的危险点。

Abstract

To explore the coupling effect of gear dynamics characteristics and elastohydrodynamic lubrication， considering the influence of surface roughness and the time-varying meshing stiffness on gear dynamics behavior， the six-degree-freedom friction dynamics model is established based on the dynamics theory. The decoupling method is adopted to solve the model to get the dynamic meshing force and the gear teeth surface wave velocity which are used for elastohydrodynamic lubrication analysis. And the elastohydrodynamic lubrication characteristics of gears under dynamic and static load models are studied by an example. The results show that， compared with the stationary load， the elastohydrodynamic lubrication research based on dynamic load model can more accurately reflect the transient lubrication characteristics of gear. Under the incentive of time-varying stiffness， the oil film pressure and oil film thickness during lubrication show certain oscillation effect. There is greater impact on the entry point， single-tooth entry point and single-tooth exit point which are the dangerous points of elastohydrodynamic lubrication.

关键词

渐开线直齿轮摩擦动力学模型弹流润滑润滑特性

Keywords

Involute spur gearTribo-dynamics modelElastohydrodynamic lubricationLubrication Characteristic

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