圆锥滚子的热弹性流体动力润滑分析

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本文研究了圆锥滚子的热弹流润滑理论,主要包括三个部分的内容,即圆锥滚子与半无限大平面的等温弹流润滑、两同向圆锥滚子的等温和热弹流润滑以及两反向圆锥滚子的热弹流润滑。 第一部分对圆锥滚子进行几何分析,对其与半无限大平面弹流润滑问题进行速度和接触区的分析,从而建立了圆锥滚子的数学模型,并得到了完全数值解,讨论了不同的端部修形对端部润滑的影响。结果显示,第一,圆锥滚子几何形状的特点导致了接触区内压力、膜厚的分布曲面倾斜,大端的润滑状况优于小端的;第二,端部修形降低了端部高压,有利于端部的润滑。 第二部分是在第一部分的基础上,以圆锥滚子轴承为背景,研究了两同向圆锥滚子的弹流润滑问题,得到了该问题的等温解和热解。并分析了几何尺寸、载荷、速度及滑滚比等参数对两同向圆锥滚子热弹流润滑性能的影响。结果表明,第一,热效应使得接触区内的润滑状况变差;第二,上述参数的改变均对滚子中部和端部油膜厚度存在很大的影响;第三,在圆锥滚子的弹流润滑中,端泄是不可避免的,使滚子的相对长度增大是防止端泄的主要手段之一。 第三部分分析了两反向圆锥滚子的几何、速度特性,给出了接触区的形状,求得了两几何尺寸相同的反向圆锥滚子弹流润滑的完全数值解。同时,还研究了两圆锥滚子大小不同时的润滑行为,从而模拟了斜齿圆柱齿轮在某一啮合瞬时的弹流润滑状况。结果表明,压力和膜厚的分布取决于沿滚子长度方向各点等效半径的分布曲线;而温度的分布则由沿滚子长度方向各点滑滚比的取值而定。
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