粗糙齒面接觸界面摩擦特性及齒輪系統(tǒng)動力學研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和制造水平的提高，人們對齒輪傳動系統(tǒng)的可靠性和環(huán)保性提出了更高的要求，因此齒輪副傳動過程中的摩擦特性和動態(tài)特性也成為了近年來研究者關注的熱點問題。由于齒輪嚙合過程中齒面經常處于混合潤滑和邊界潤滑狀態(tài)，在這種潤滑狀態(tài)下，齒面形貌將在嚙合過程中起到重要的作用，研究齒面微觀形貌與齒輪嚙合過程中摩擦特性和動態(tài)特性的相互關系及影響機理將為齒輪齒面優(yōu)化設計和修形方法研究提供參考，具有重要的理論價值和應用前景。
　　本文基于理論和

2、試驗，研究了彈流潤滑條件下不同形貌線接觸滾滑界面的摩擦噪聲、彈性變形和摩擦系數變化情況，探索了三維形貌參數與表面接觸摩擦特性之間的關系，建立了齒面時變摩擦系數曲線，然后將其引入齒輪六自由度動力學模型中，計算了多種典型工況下不同齒面形貌齒輪的動態(tài)響應，從而研究了齒面形貌與齒輪系統(tǒng)動態(tài)特性之間的關系。本文的主要研究工作和成果如下:
　　(1)介紹了ISO25178標準的三維形貌表征參數體系及相關參數計算方法，設計并利用激光加工方法制造

3、了具有不同表面形貌特征的微觀表面，對這些表面的三維表面形貌進行了測量并基于ISO25178標準對其進行了表征。
　　(2)建立了線接觸摩擦狀態(tài)的有限元模型，運用顯式動態(tài)分析方法對不同工況下的線接觸摩擦過程進行模擬，得出了摩擦噪聲和摩擦能量變化情況，同時研究了三維表面形貌表征參數與線接觸摩擦噪聲的關系?；陔p盤摩擦試驗機進行了彈流潤滑條件下的不同形貌表面線接觸摩擦噪聲測試研究，通過試驗結果分析了線接觸摩擦噪聲的產生規(guī)律及影響因素，探

4、索了表面形貌影響摩擦噪聲的機理。
　　(3)結合彈流潤滑理論和基于表面形貌頻譜分析的彈性變形降幅方法(Amplitude Reduction)，研究了線接觸彈流界面表面形貌彈性變形的分析方法，利用該方法計算了線接觸彈流狀態(tài)下表面形貌在不同工況條件下的彈性變形結果，通過對彈性變形前后的表面三維形貌參數的表征和膜厚比分析探討了表面形貌彈性變形對接觸界面特征和潤滑特性的影響。
　　(4)基于雙盤摩擦試驗研究了線接觸狀態(tài)下摩擦系數隨

5、工況參數的變化規(guī)律，并結合三維表面形貌表征對結果進行了分析，通過將齒輪嚙合過程中的嚙合接觸參數計算和試驗結果結合，獲得了不同齒面形貌特征齒輪的時變摩擦系數曲線，比較全面地研究了工況條件和齒面形貌特征等因素對齒輪時變摩擦特性的影響。(5)綜合考慮齒輪系統(tǒng)時變嚙合剛度和實際齒面時變摩擦系數的作用，建立了齒輪系統(tǒng)六自由度摩擦動力學模型。利用該模型計算了具有不同齒面微觀形貌的齒輪系統(tǒng)動態(tài)響應，通過對計算結果的分析，研究了齒面形貌在齒輪嚙合過程中