高速動(dòng)車齒輪箱內(nèi)部流場(chǎng)與密封系統(tǒng)的數(shù)值研究.pdf

1、高速動(dòng)車齒輪箱的性能優(yōu)劣直接影響到列車運(yùn)行的動(dòng)力性、安全性和可靠性。隨著列車運(yùn)行速度的提高，齒輪箱內(nèi)部流場(chǎng)更加紊亂，壓力波動(dòng)更加復(fù)雜，直接影響箱體內(nèi)潤滑油合理均勻的分布，同時(shí)也導(dǎo)致密封系統(tǒng)的密封性能弱化甚至失效。為了揭示齒輪箱內(nèi)部流體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及密封系統(tǒng)的泄漏機(jī)理，本文以某高速動(dòng)車齒輪箱為研究對(duì)象，運(yùn)用數(shù)值模擬手段分別仿真分析箱體內(nèi)部流場(chǎng)分布規(guī)律以及軸向、徑向迷宮密封的密封性能，為齒輪箱的潤滑和密封的合理設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo)。
　　

2、基于VOF兩相流模型和自適應(yīng)網(wǎng)格重構(gòu)技術(shù)，運(yùn)用Pumplinx軟件建立齒輪箱內(nèi)部流場(chǎng)的三維計(jì)算模型，仿真分析箱體內(nèi)部流場(chǎng)的瞬時(shí)分布規(guī)律，同時(shí)對(duì)比研究齒輪轉(zhuǎn)速、浸油深度、潤滑油粘度和齒輪厚度對(duì)齒輪箱內(nèi)部流場(chǎng)的影響。研究結(jié)果表明:齒輪嚙合區(qū)與油池左側(cè)區(qū)域出現(xiàn)漩渦現(xiàn)象;嚙合區(qū)出口處較入口出壓力波動(dòng)幅度大，穩(wěn)定時(shí)入口區(qū)為正壓波動(dòng)，出口區(qū)為負(fù)壓波動(dòng);通氣孔區(qū)壓力波動(dòng)幅度大;齒輪轉(zhuǎn)速、浸油深度、潤滑油粘度和齒輪厚度對(duì)穩(wěn)定時(shí)箱體內(nèi)部流場(chǎng)分布影響不大，

3、但隨著齒輪轉(zhuǎn)速、浸油深度、潤滑油粘度和齒輪厚度的增大，箱體內(nèi)部壓力波動(dòng)越大。
　　基于Fluent軟件建立齒輪箱軸向雙邊直通式迷宮密封二維計(jì)算模型，仿真研究軸向迷宮的密封機(jī)理，對(duì)比分析壓比、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子半徑以及密封齒幾何因素對(duì)迷宮密封性能的影響。研究結(jié)果表明:進(jìn)出口壓比越大，密封間隙越大，泄漏量越大;轉(zhuǎn)子半徑、轉(zhuǎn)速和密封齒厚度對(duì)迷宮密封影響很小;空腔寬度越大，迷宮密封性能越好，空腔深度對(duì)迷宮密封性能影響規(guī)律較為復(fù)雜，綜合考慮空腔寬度

4、和深度，推薦空腔深寬比設(shè)為0.2。
　　基于Fluent軟件建立齒輪箱徑向錐形錯(cuò)齒式迷宮密封二維計(jì)算模型，仿真研究徑向迷宮的密封機(jī)理，對(duì)比分析壓比、轉(zhuǎn)速、相對(duì)嚙合深度以及密封齒夾角對(duì)迷宮密封性能的影響。研究結(jié)果表明:當(dāng)相對(duì)嚙合深度為0.6時(shí)，錯(cuò)齒式迷宮密封存在流體介質(zhì)高速通道，迷宮泄漏量較大，密封齒的最佳相對(duì)嚙合深度為0.1;進(jìn)出口壓比越大，泄漏量越大，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速對(duì)迷宮密封影響很小;隨著密封齒夾角的增加，氣體介質(zhì)下的迷宮密封泄漏量增