邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動的失效機理研究.pdf

1、面齒輪傳動是一種由圓柱齒輪和圓錐齒輪相嚙合的新型齒輪傳動，具有重合度高、承載能力強、運行穩(wěn)定等優(yōu)點，基于其獨特的分流特性，國外現(xiàn)已開始應(yīng)用于武裝直升機的主減速器中。武裝直升機憑借其靈活機動的性能，在作戰(zhàn)中能夠?qū)崿F(xiàn)對超低空領(lǐng)域的控制，基于其作戰(zhàn)區(qū)域的特點，武裝直升機也易遭受到來自地面及空中多種類型的攻擊。當直升機中彈漏油后，其傳動系統(tǒng)將經(jīng)歷乏油潤滑、邊界潤滑、干摩擦等各潤滑工況，嚴重威脅著人機的安全。邊界潤滑作為一種極端的失油潤滑工況，對

2、傳動系統(tǒng)的正常工作有極大的影響，為了預(yù)測面齒輪傳動在邊界潤滑工況下的生存能力，本文進行了面齒輪傳動在邊界潤滑狀態(tài)下的失效分析，主要研究內(nèi)容如下：
　　1）以邊界潤滑理論為基礎(chǔ)，根據(jù)物理化學理論及邊界膜的形成機理，以溫度作為邊界潤滑的失效準則，通過活化能，建立了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動的臨界失效溫度方程，同時討論了不同反應(yīng)活化能和齒輪轉(zhuǎn)速對臨界失效溫度的影響。
　　2）基于輪齒加載熱接觸分析，確定了面齒輪傳動過程中的齒面接觸軌

3、跡、接觸載荷和相對滑動速度，推導出了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動嚙合過程中齒面接觸點處摩擦系數(shù)及摩擦熱流量的計算方法；根據(jù)傳熱學基本理論和面齒輪傳動的嚙合特性，給出了邊界潤滑狀態(tài)下面齒輪傳動瞬態(tài)熱分析的導熱微分方程，同時確定了面齒輪傳動輪齒各界面的邊界條件。
　　3）建立了面齒輪傳動熱分析的有限元模型，利用APDL語言模擬出每個嚙合周期內(nèi)移動熱源的加載和輪齒的散熱過程，對邊界潤滑工況下面齒輪傳動的瞬態(tài)溫度場進行了求解，根據(jù)有限元熱分析