车辆双向旋转轴向滑动支承微织构润滑特性研究

发布时间：2020-05-31 00:52

【摘要】：在当今社会,车辆占有重要的地位,其正向着安全、高速等方向发展,速度的大小则是由车辆行星传动系统决定,而行星轮转速提高的主要方式之一则是提高行星轮双向旋转轴向滑动支承的转速。为减少行星齿轮的双向旋转轴向滑动支承磨损,基于仿生学原理,参照其结构,设计微织构模型,并将其运用在双向旋转轴向滑动支承端面,在其端面加工微织构,当液体流过时,利用其产生的流体动压效应,改善其润滑效应,减小摩擦。在双向旋转轴向滑动支承表面织构方面,将仿生理念引入表面微织构,根据其结构设计三种槽型,即抛物线槽、双抛线梯形槽、双抛物线三角形槽。建立基于质量守恒边界条件的空化效应数值模型,分析不同槽型的工况参数和结构参数对润滑特性的影响。研究表明:从转速、沟槽数量、槽宽比、槽深和径向宽度方面对这三种槽型进行对比,油膜承载力最大的是双抛线三角形槽,润滑油流量最大的则是双抛物线梯形槽。若综合考虑其润滑性能,较前两者,抛物线槽则较好。对不同开口大小的抛物线槽进行比较时,槽深比的最优取值范围为3.5至4.5时,其油膜承载力最大。当槽数为8至12个时,其有所对应的抛物线槽油膜承载力最佳。抛物线槽数为18时,润滑油流量达到最大。建立双向旋转轴向滑动支承油膜润滑平均流量模型以及粗糙表面分形接触模型,并将上述模型叠加进行求解。该模型可以较好地解决三个问题,即:混合润滑、流体动力润滑和空化效应,并在车辆双向旋转轴向滑动支承全转速范围内进行数值求解。研究表明:在混合润滑阶段,承载力主要由两部分构成:流体静压力和粗糙峰;转速增大,摩擦系数和粗糙峰的接触力变小,流体动压效应和相应的油膜承载力增大。当转速增大到某一临界值,摩擦系数、膜厚和润滑油的流量在此阶段上升,粗糙峰接触部分消失,标志着双向旋转轴向滑动支承从混合润滑状态过渡到流体动力润滑状态。
【图文】：

支承构件,行星轮

第 1 章绪论1.1 研究背景与意义在 21 世纪的发展过程中，车辆的重要经济地位有目共睹，并在其中扮演了重要的角色，已经成为人们日常生活不可或缺的一部分。那么，变速机构作为车辆一个极其重要的构件，在一定程度上对车辆的性能具有极大的影响。然而行星排因其自身的特点，又在车辆变速机构中占有重要的地位。行星齿轮机构采用常用的齿轮传动形式，即 NGW 型行星变速机构，其结构如图 1-1 所示。

鸟翼,轮廓图,羽翼

为减少摩擦，提高润滑度，仿生学应用越来越广泛，可根据生物的特性寻找符合要求的生物。本文采用通过对车辆双向旋转轴向滑动支承引入润滑机制，利用流体流经槽表面产生流体动压力支承行星轮高速运转产生的轴向力来减小摩擦，，采用飞的羽翼轮廓将其设计成符合润滑特性的双抛线三角形槽、抛物线槽、双抛物线形槽，分别将其加工在其表面，改善润滑，减小摩擦。2.1 几何模型结构鸟翼的种类多种多样，经过大自然的优胜劣汰，进化成利于生存的形状，其在空中飞行、翱翔和俯冲时，需要掌控羽翼的长度和羽翼的角度，来达到改迎风面积的效果，改变气流作用，来减小空气阻力；因此翅膀的结构变的尤为要。参照羽翼轮廓特点，鸟类展翅飞翔时的羽翼轮廓，基于仿生学原理，参照结构并且结合双向旋转轴向滑动支承的受力特点，设计模型，将其改进为适用双向旋转轴向滑动支承的微织构，减小流体经过时的摩擦力，
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.2

【参考文献】