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弹流润滑效应下直齿轮的接触疲劳寿命

2014-04-13胡贇刘少军丁晟

中南大学学报(自然科学版) 2014年12期

胡贇 ,刘少军 ,丁晟

(1. 中南大学 机电工程学院,湖南 长沙,410083;2. 中南大学 高性能复杂制造国家重点实验室,湖南 长沙,410083)

随着现代机械传动系统不断地向高速、重载的方向发展,齿轮的受载条件以及润滑状态都会明显异于低速、轻载的齿轮。其中一个非常重要的物理现象便是在高速运转下啮合齿面间形成的弹流润滑效应[1]。对于不考虑弹流润滑效应的齿轮接触疲劳寿命,一般采用三齿啮合模型来模拟齿轮的传动,再结合相关的疲劳寿命研究理论进行接触疲劳寿命评估[2-3]。对于考虑弹流润滑效应的齿轮接触疲劳寿命,Zaretsky[4]将齿轮的接触疲劳寿命类比于轴承的接触疲劳寿命,以Lundberg 和Palmgern 在滚动轴承计算中使用过的统计方法为理论基础,润滑效应的考虑则通过引入ISO281:2007 标准中关于轴承润滑修正系数选取的方法来实现;Li 等[5-6]通过弹性力学中的接触理论计算了弹流润滑效应下接触区次表面的应力分布,采用Susmel 和Lazzarin 准则完成接触疲劳寿命的预测;高创宽[7]、亓秀梅等[8]、潘登[9]以及张增强[10]采用弹性力学中的接触理论分别分析了弹流润滑效应下油膜比厚、齿面粗糙度、齿轮转速以及润滑油黏度对接触区次表面应力的影响,并根据这个结果来判定这些因素对寿命的影响;Deng 等[11]通过一系列试验,给出了油润滑下齿面温度的计算公式,认为齿轮的疲劳寿命应以齿面温度为计算基础而非赫兹应力。本文作者则致力于开展综合考虑弹流润滑效应以及齿轮……

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