高速列車驅(qū)動(dòng)齒輪箱油浴潤(rùn)滑內(nèi)流場(chǎng)數(shù)值分析.pdf

1、驅(qū)動(dòng)齒輪箱是高速列車動(dòng)力轉(zhuǎn)向架的重要部件之一，其齒輪轉(zhuǎn)速高，內(nèi)部流體運(yùn)動(dòng)復(fù)雜。齒輪箱油浴潤(rùn)滑內(nèi)流場(chǎng)分布對(duì)齒輪箱潤(rùn)滑效果和運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要影響。本文以高速列車驅(qū)動(dòng)齒輪箱為研究對(duì)象，通過(guò)數(shù)值仿真手段分析齒輪箱內(nèi)部潤(rùn)滑油、速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、湍流強(qiáng)度分布規(guī)律，研究齒輪轉(zhuǎn)速、浸油深度和潤(rùn)滑油粘度對(duì)齒輪箱內(nèi)部潤(rùn)滑油、速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和湍流強(qiáng)度分布的影響，為齒輪箱油浴潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
　　本文以300km/h高速列車驅(qū)動(dòng)齒輪箱為研究對(duì)象

2、，建立了齒輪箱內(nèi)流場(chǎng)二維數(shù)值分析模型。齒輪箱內(nèi)部流場(chǎng)變化復(fù)雜，存在大量湍流現(xiàn)象，選取RNGκ-ε湍流模型模擬齒輪箱內(nèi)湍流運(yùn)動(dòng)。空氣是可壓縮氣體，在齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，受到壓縮和膨脹作用。本文基于可壓縮流體密度法控制方程將空氣設(shè)為可壓縮流體。齒輪傳動(dòng)過(guò)程中，齒輪箱通過(guò)通氣孔和外界有物量和功量的交換，本文基于恒壓出口邊界控制方程來(lái)模擬通氣孔作用。選取VOF兩相流模型模擬齒輪箱內(nèi)氣-液兩相流動(dòng)?；贔LUENT動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，模擬齒輪副嚙合傳動(dòng)和齒輪

3、攪油動(dòng)態(tài)過(guò)程。
　　研究結(jié)果表明:在齒輪嚙合傳動(dòng)過(guò)程中，潤(rùn)滑油不斷被攪動(dòng)，并與空氣逐漸混合，充斥于齒輪箱體內(nèi);齒輪副端部周圍流體速度較大，靠近齒輪箱壁面的速度較小;湍流強(qiáng)度較大值主要集中在齒輪嚙合處及齒輪副端部;齒輪箱頂部與底部產(chǎn)生明顯壓差;齒輪副端部潤(rùn)滑油體積分?jǐn)?shù)、齒輪箱內(nèi)部壓差和平均湍流強(qiáng)度隨時(shí)間一直處于小幅波動(dòng)狀態(tài)，但整體上先逐漸增大后趨于穩(wěn)定;齒輪副端部潤(rùn)滑油體積分?jǐn)?shù)穩(wěn)態(tài)值隨齒輪轉(zhuǎn)速的增大而減小，且減小的速率逐漸增大;隨著