車輛高速行星輪滑動支承表面織構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、本文以車輛行星傳動軸向滑動支承為研究對象，通過在其表面設(shè)計加工不同槽型的微米級流體動壓槽，利用流體流經(jīng)微間隙產(chǎn)生的動壓力實(shí)現(xiàn)行星輪與軸向滑動支承接觸端面的分離，從而達(dá)到減小接觸端面的摩擦，增加其使用壽命的目的。槽型織構(gòu)設(shè)計包含了溝槽型、凹坑型及其組合形式織構(gòu)與組復(fù)合形式的織構(gòu)，通過理論分析與數(shù)值模擬的方法，在分析滑動支承表面織構(gòu)潤滑特性的基礎(chǔ)上對其參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴針對車輛行星輪高速旋轉(zhuǎn)工況，建立了基于

2、質(zhì)量守恒邊界條件的矢量Reynolds方程，考慮流體潤滑的溫升、空化效應(yīng)和流體慣性的影響;基于有限控制體積法推導(dǎo)了流體動壓潤滑控制方程的差分格式，對比驗證了數(shù)值計算的正確性，奠定了動壓潤滑數(shù)學(xué)模型的理論基礎(chǔ)。⑵建立了五種溝槽型織構(gòu)及其組合形式的幾何模型，采用數(shù)值計算分析方法分析了不同槽型的結(jié)構(gòu)參數(shù)、工況參數(shù)和槽型截面變化對潤滑特性的影響規(guī)律，分別給出了不同槽型幾何參數(shù)的推薦范圍值。對溝槽型組合織構(gòu)的兩種形式的潤滑特性規(guī)律進(jìn)行探究，分析認(rèn)

3、為:同型溝槽組合織構(gòu)優(yōu)于非同型組合形式;非同型溝槽兩兩組合形式潤滑性能取決于單槽承載性能的優(yōu)劣，且組合溝槽的潤滑性能接近于其組合槽型中最優(yōu)溝槽的同型組合形式。⑶建立了五種凹坑織構(gòu)及其組合形式的幾何模型，探究了凹坑的結(jié)構(gòu)參數(shù)和轉(zhuǎn)速的變化對流體動壓潤滑性能的影響規(guī)律，結(jié)果表明:不同截面凹坑織構(gòu)具有較大的承載能力，但潤滑油流量較小。對于陣列凹坑的研究表明:陣列凹坑結(jié)構(gòu)參數(shù)中存在最優(yōu)的槽深比值和面積占有率使得油膜動壓承載力最大，并給出了不通過凹

4、坑的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過對比陣列凹坑排比的兩種形式發(fā)現(xiàn)同型陣列凹坑織構(gòu)的潤滑性能優(yōu)于非同型陣列凹坑的潤滑性能。⑷復(fù)合兩種類型的組合形式形成了兩種織構(gòu)的組復(fù)合形式。對比了兩種組復(fù)合形式的織構(gòu)與單溝槽、組合溝槽的潤滑性能，分析表明:兩種組復(fù)合形式的承載力性能相較于溝槽形式的承載力分別增大了17.13％和18.58％，而潤滑油的流量空化率和溫升基本保持不變。之后對兩種組復(fù)合形式織構(gòu)的參數(shù)采用多指標(biāo)正交試驗法進(jìn)行了優(yōu)化分析，同時考慮了槽型結(jié)構(gòu)參數(shù)