本文旨在对表面速度异向条件下的润滑剂入口回填增强特性进行实验研究。实际工程的机械零部件在高速、大粘度或定量供油条件下,因润滑剂回填不足而产生乏油现象。尽管已有大量研究围绕润滑剂乏油机理和回填展开,但是仍有潜在回填机制未得到完全揭示。例如,实际工程中角接触球轴承的陀螺效应、准双曲面和螺旋齿轮在啮合过程出现的表面速度异向现象,该条件下接触区入口条件发生明显改变。为此,本文在改进的球-盘点接触实验装置上观察了不同表面速度下润滑剂的回填行为,及对润滑油膜演化特性的影响。主要工作包括:(1)表面速度异向条件下基础油润滑特性的实验观察。考察充分供油和定量供油工况下,卷吸速度、表面速度夹角、基础油粘度对入口油池状态和润滑油膜厚度的影响。实验发现,充分供油条件下油膜厚度随速度夹角增加而下降。在微量供油条件下球和盘存在一定速度夹角时出现了充盈的入口油池且膜厚显著升高的现象。(2)不同基础油粘度、相同稠化剂的复合锂基润滑脂膜厚演变特性的实验观察。分别比较卷吸速度、表面速度夹角、润滑脂基础油粘度对入口油池及润滑油膜厚度的影响。实验发现,表面速度异向条件下呈现出与已有定量脂润滑明显不同的两个特征:接触区入口油池的出现和油膜外形非对称性。其中入口油池的出现使油膜厚度和润滑持续时间得到显著提升。油膜外形的非对称性主要由滑动分量诱发的接触区温度分布不均匀引起,且非对称性随速度和角度的增加而变得明显。表面速度异向条件下两表面上滚道交叉促进润滑剂回填,是入口油池形成的主要机制。(3)相同基础油粘度、不同稠度的复合锂基润滑脂膜厚演变特性的实验观察。分别比较卷吸速度、表面速度夹角、稠度对入口油池及润滑油膜厚度的影响。最佳供油角度为60°和120°,在这两种角度下乏油现象最弱且膜厚维持能力最好。润滑脂的稠度越大油膜厚度越高,但稠度越大越容易产生乏油。(4)卷吸速度与滑动速度不同夹角下对润滑油膜影响的实验观察。实验发现,不同速度组合下得到了不同于球盘同速时的油膜外形与入口油池。当球速大于盘速时易出现乏油现象,球和盘速度差越大乏油越严重。卷吸与滑动速度夹角对脂润滑的影响还需进一步系统的研究。本文研究内容证实了表面速度异向是一种有效的入口回填潜在机制,并证明了将经典的乏油边界条件应用于表面速度异向运动工况具有局限性。实验所观察到的入口供油状态,在准双曲面齿轮和螺旋斜面齿轮的乏油计算中应给予考虑。