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1、傳動(dòng)齒輪箱是高速機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架的關(guān)鍵部件之一,其密封性能的好壞,直接影響到高速機(jī)車(chē)運(yùn)行的可靠性以及齒輪和軸承的使用壽命。隨著車(chē)速的不斷提高,齒輪箱內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)速過(guò)快,較高的轉(zhuǎn)速使?jié)櫥偷臏厣撸瑢?dǎo)致齒輪箱內(nèi)油氣壓分布極其不均勻,最終引起齒輪箱出現(xiàn)漏油、竄油、甩油等現(xiàn)象,嚴(yán)重降低了機(jī)車(chē)傳動(dòng)齒輪箱的工作效率。為了減小泄漏造成的損失,維持齒輪箱的工作壓力,保證其高效工作,高速齒輪箱傳動(dòng)軸的軸端通常采用非接觸式迷宮密封。目前在鐵路機(jī)車(chē)領(lǐng)域關(guān)于密封方面
2、的仿真還處于初步性探索階段,因此對(duì)這方面的研究十分有必要。
本文應(yīng)用熱力學(xué)分析法建立了錯(cuò)齒式迷宮密封數(shù)學(xué)模型,在其基礎(chǔ)上采用牛頓迭代法和數(shù)值擬合法推導(dǎo)出泄漏量的計(jì)算公式,其計(jì)算結(jié)果與Vermes計(jì)算方法的結(jié)果相差2.75%,驗(yàn)證了本文迭代計(jì)算法的準(zhǔn)確性和可行性,而且相對(duì)于公式煩瑣的Vermes法,本文的迭代法更加簡(jiǎn)潔方便,更加適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的迷宮密封泄漏量的計(jì)算。
此外,本文以某時(shí)速200公里的高速機(jī)車(chē)齒輪箱傳動(dòng)軸軸
3、端的迷宮密封為原型,基于計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)理論,建立了錯(cuò)齒型迷宮密封二維軸對(duì)稱(chēng)幾何模型,通過(guò)Gambit軟件對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)置,應(yīng)用Fluent軟件,對(duì)迷宮密封內(nèi)的流場(chǎng)和泄漏特性進(jìn)行了深入的研究,分析了迷宮的密封機(jī)理和壓比、轉(zhuǎn)速、齒形、空腔尺寸(包括間隙寬度、空腔寬度、空腔深度、齒厚)等因素對(duì)迷宮密封泄漏量的影響,研究結(jié)果表明:泄漏量與間隙寬度呈正比;對(duì)于矩形腔室的錯(cuò)齒式迷宮密封,最佳空腔深寬比應(yīng)該在0.9左右;隨著齒尖相
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