基于乏油润滑特征的摆线针轮传动接触机理研究

基本信息
批准号:51705043
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:孙章栋
学科分类:
依托单位:重庆大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:伍驭美,顾宗琳,王梓,樊志鑫,曹代佳,戚乐
关键词:
乏油润滑摆线针轮传动接触机理热弹耦合摩擦损失功率
结项摘要

Cycloid planetary gear drive is applied extensively in precision transmission devices such as RV reducers. Tooth surface failure and high temperature often occurs in cycloid drives, which observably restricts its working performance and reliability. Influence of the starved lubrication and thero-elasto-lubricated coupling effects on the contact performance of the cycloid drive is prominent, so study on contact mechanisms of the cycloid drive from an angle to understand thero-stress-lubricated status is a nasssary way to solve the problem of tooth surface failure and high temperature. A contact numerical model of cycloid drives taking the effects of starved lubircation performance is proposed in this project. Effects of coupled mechanism of therm-elasto-lubricated status, modified parameters and degree of starved lurication on concact performance for cycloid drives are studied. The technical route is as follows: The parameters of the cycloid geometry, motion, load and the grease properties are calculated to form a complete thermo-elasto-lubricated contact model for a cycloid drive.The variations of the contact pressure, the film thickness, the surface deformation, the temperature, the tooth friction and the frictional power loss are predicted within a whole meshing period to evaluate the contact performance. Effects of the working conditions, grease characteristic parameters and modified parameters on contact behaviors are studied to understand correlations between the starved lubrication characteristic and the contact performance. The project aims to clarify the mechanisms of the cycloid drive, which will support the theory of solving the problem of tooth surface failure and high temperature.

摆线针轮传动装置常发生齿面点蚀失效和温度过高等问题,显著制约了其服役性能与可靠性。啮合齿面间乏油润滑状态与热力耦合作用对摆线轮传动性能有显著影响,开展摆线轮传动润滑接触机理研究成为解决摆线轮传动齿面失效和温度过高问题的必要途径。项目提出计及乏油润滑特征的摆线轮传动接触数值方法,研究摆线轮传动热、弹、润滑耦合机制,阐明摆线轮修形及乏油润滑状态对接触性能的影响规律。具体内容包括:构建齿廓宏微观几何和乏油润滑特征条件下热弹流接触数值模型,实现基于直接卷积-快速傅立叶变换法的时变温度场、压力场、油膜厚度高效数值迭代方法,预测摆轮传动完整啮合周期压力、膜厚、变形、温度、摩擦系数及摩擦损失功率的变动,研究工况、乏油润滑状态及齿廓修形对摆线针轮传动副接触性能的影响规律,揭示摆线针轮传动润滑接触机制,为解决摆线轮齿面点蚀失效和温度过高问题提供理论支撑。

项目摘要

摆线针轮传动装置常发生齿面点蚀失效和温度过高等问题,显著制约了其服役性能与可靠性。啮合齿面间乏油润滑状态与热力耦合作用对摆线轮传动性能有显著影响,开展摆线轮传动润滑接触机理研究成为解决摆线轮传动齿面失效和温度过高问题的必要途径。根据任务书要求,项目提出了计及乏油润滑特征的摆线轮传动接触数值方法,构建由系统几何运动方程组、供油量变化条件下系统平衡方程组、系统本构方程组、系统连续性与集成方程、乏油润滑边界条件等构成乏油润滑特征的润滑、热、变形耦合界面接触数值模型;得到不同乏油润滑状态下完整啮合周期内接触压力、膜厚、变形、温度场、摩擦力及摩擦损失功率等;分析了工况、脂特征参数及修形参数变化对接触性能的影响规律;研究了工况及润滑液特征参数变化对乏油润滑演变机制的影响规律。研究为揭示摆线针轮传动润滑接触机制,解决摆线轮齿面点蚀失效和温度过高问题提供了理论支撑。围绕项目研究内容发表论文5篇(其中SCI论文4篇),申请发明专利3项(其中授权1项,公开并回复审查意见2项),公开软件著作权1项,参加2018 Leeds-Lyon Tribology Symposium、2018第四届全国齿轮试验与检测研讨会、第十四届全国摩擦学大会暨2019全国青年摩擦学学术会议、2020年中国(国际)光整加工技术会议及表面工程学术会议并作会议报告4次,(协助)培养博、硕士研究生2名。对比任务书要求,全面完成了考核指标。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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