为满足机械结构紧凑化、轻量化要求,在行星齿轮传动系统中可应用非对称聚合物齿轮。为研究非对称聚合物行星齿轮传动中内啮合轮齿的瞬态弹流润滑性能,建立非对称聚合物行星齿轮内啮合传动的润滑模型,采用多重网格法进行了数值求解与仿真分析;对比分析了行星齿轮内啮合与外啮合几何参数的异同,探讨了齿轮运行工况以及齿轮副材料对非对称聚合物行星齿轮瞬态弹流润滑的影响;考虑热效应的影响,探究了非对称聚合物行星齿轮内啮合最高温升与3个特殊瞬时啮合点的温度分布变化规律,对比分析了等温与热弹流润滑条件下不同齿轮材料的弹流润滑性能。结果表明,由于传动啮合方式的不同,行星齿轮内啮合的几何参数不同于外啮合,齿轮转速和载荷对弹流润滑效果影响显著;使用非对称聚合物齿轮可提高齿轮承载能力和改善齿轮的等温弹流润滑性能;...

利用有限元软件Abaqus建立了不同凹坑结构简化的三维制动器模型,并结合热力耦合相关理论和正交试验法,探究了凹坑的深度h0、直径D0、圆周方向相邻凹坑间隔度数e及类型Ty对制动盘温度及应力的影响机制;在此基础上,研究分析了不同非光滑表面形态制动盘的温度场及应力场,并探究了在最优组合下,紧急制动过程中不同制动初速度及压力下的非光滑制动盘温度随半径的影响规律。结果表明,通过正交试验法得到的凹坑深度h0为5 mm、直径D0为8 mm、圆周方向相邻凹坑间隔度数e为20°的正方形凹坑制动盘温度及应力最小,为最优组合。其中,正方形凹坑制动盘具有最好的散热性能。随着制动初速度和压力的增大,该制动盘面的温度逐渐增加,制动盘的最高温度均出现在制动盘半径136 mm处。

运用热力耦合及传热学相关理论,利用有限元软件Abaqus建立正交各向异性C/SiC材料的汽车通风式制动器模型;以此为基础,对该模型在紧急制动过程中不同制动初速度、不同制动压力以及制动盘的不同纵向膨胀系数进行了模拟和分析。结果显示,在热力耦合作用下,制动盘节点单元温度曲线呈现出“锯齿状”波动,热应力主要出现在摩擦副接触的中间区域;在紧急制动过程中,制动压力和初速度越大,制动盘面温度上升越明显,而不同制动盘膨胀系数对制动盘最高温度的影响不显著。

为了探究不同基载液磁流体对齿轮润滑与动力学的耦合效应,建立齿轮动力学与磁流体润滑耦合模型及油膜刚度模型,基于4阶的Runge-Kutta法、多重网格法和多重网格积分法,分析了不同基载液磁流体对齿面成膜特性及动载荷分布的影响。研究结果表明,改变磁流体基载液,适当增大磁流体黏度,可以改善齿面的成膜特性;其主要体现为轮齿间油膜厚度和油膜刚度的增大以及动载荷下油膜压力和油膜厚度振幅的减小。磁流体的黏度增大时,齿轮系统的综合刚度增大,动态传递误差和齿轮副振动速度减小,动载荷的振幅减小,冲击载荷得到抑制,齿轮系统的动力学特性和NVH(Noise Vibration Harshness)性能得到提高。

聚合物齿轮质轻而耐腐蚀,可降低噪声,提高经济效益。相对地,聚合物轮齿强度低于金属轮齿,故采用非对称设计提高聚合物齿轮的强度。为探究非对称聚合物齿轮的弹流润滑特性,在水润滑条件下,采用多重网格法对非对称聚合物齿轮进行了瞬态弹流润滑分析对比非对称齿轮与传统对称齿轮的水膜压力与厚度;改变齿轮运行工况及考虑轮齿的表面粗糙度,研究其对齿轮弹流润滑分析的影响。结果表明,非对称齿轮可有效改善弹流润滑,润滑膜的压力和膜厚受齿轮转速和载荷影响较大,表面粗糙度对于非对称聚合物齿轮的弹流润滑有着不利影响,在应用中应保证齿面加工质量。

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。

随油田开发中后期的到来和油井综合含水的升高，有杆泵井的管杆偏磨腐蚀问题日益突出。为解决管杆偏磨腐蚀问题，需要一台能模拟管杆在油井中腐蚀磨损的试验机，进行各种针对性实验，找出偏磨原因，以便采取相应的措施。本文就目前存在的腐蚀磨损实验机进行了综述，指出了目前存在的问题，研制了管杆磨蚀试验机，目前使用效果良好。

目的 通过求解往复运动齿轮齿条在不同换向位置时一个啮合周期内的压力、膜厚和温度,来获得往复运动齿轮齿条机构换向过程发生在沿啮合线上不同位置时的润滑状况,为往复运动齿轮齿条机构的润滑设计提供理论依据。方法 将齿轮齿条的传动模型简化为圆柱与无限大平面之间的运动,建立往复运动齿轮齿条传动的热弹流润滑模型。压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法,计算得到往复运动齿轮齿条过程中在不同换向位置时一个啮合周期内的中心压力、中心膜厚、最小膜厚和最高温度,并与现有的实验结果进行比较验证。结果 无论换向位置处于啮合线上哪个区域,换向点膜厚在整个换向过程中仍然最小,且换向过程一开始的减速并没有导致油膜压力直接降低,而是升高后再降低,产生压力波动。往复运动齿轮齿条换向位置越靠近啮出点,膜...

目的研究直齿圆锥齿轮传动过程中稳态和非稳态下的压力和膜厚,为降低直齿圆锥齿轮的表面磨损及齿轮设计提供理论指导。方法将一对直齿圆锥齿轮等效为一对圆锥滚子模型,运用无限长线接触理论,建立直齿圆锥齿轮啮合过程中的弹流润滑计算模型,先对直齿圆锥齿轮进行等温稳态弹流润滑分析,计算并分析了直齿圆锥齿轮大端和小端啮入、啮出点的油膜压力及油膜厚度,求解并分析了小端啮合区间五个特殊点的油膜压力和膜厚。考虑瞬态时变效应的影响,计算并分析了直齿圆锥齿轮在三个特殊瞬时点的油膜压力和油膜厚度。最后研究齿面在高斯分布粗糙度函数和余弦粗糙度函数作用下的弹流润滑数值解,在此基础上计算了不同幅值和波长下的油膜压力和油膜厚度。压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法。结果稳态等温条件下,小端啮入点...

考虑了橡胶轴承材料蠕变特性,建立了水润滑轴承的无限长线接触模型,基于Kelvin模型和三参量模型,对水润滑橡胶轴承进行了弹流润滑分析。通过这两种蠕变模型,分别得到了橡胶蠕变对润滑膜压力和膜厚的影响;分析比较了两种模型影响下的中心压力、中心膜厚和最小膜厚随时间的变化。结果表明,考虑橡胶轴承蠕变特性对润滑膜压力和膜厚的影响很大,在两种蠕变模型下,润滑膜的压力均随着蠕变时间变小,润滑膜厚随着蠕变时间变大,同时接触区不断增大并趋于稳定。中心压力随着蠕变时间逐渐增大并趋于稳定,最小膜厚随着蠕变时间先增加后减小到稳定值。蠕变稳定后,两种模型下的压力、膜厚均大于将橡胶轴承视为线弹性体的值,与之前工作对比,三参量固体模型比Kelvin模型更能描述橡胶轴承的润滑性能。