庞大千， 曾根， 李训明， 郭磊， 赵富强， 孙占春

(1.中国北方车辆研究所， 北京 100072； 2.车辆传动重点实验室， 北京 100072)

0 引言

行星齿轮系统由于结构紧凑、承载能力强等特点，广泛应用于高速重载情况下的机电复合传动装置。目前对于行星齿轮系统的研究大多集中于故障诊断及动态特性研究方面[1-2]，而对于瞬态温度场的研究则非常匮乏。在高速重载情况下，轮齿表面会形成复杂和非均匀的温度场，齿轮的齿面接触温度也会比以往高很多。较高的齿面温度常常会导致油膜断裂，使得啮合在一起的轮齿更容易互相粘连，在旋转时将齿面剥离[3-5]。行星齿轮系统在高速重载工况下更容易形成高温环境，使得齿面有更高的几率出现损伤。

1937年，Blok[6]利用二维摩擦热通量公式，推导出了两物体相对滑动时的瞬态接触温度近似公式。同年，Blok[7]利用假设恒定速度的方式提出了齿轮瞬态接触温度的计算公式。1963年底，Blok[8]提出可以预测润滑状态及闪现温度。1974年，Tobe等[9]通过进一步改进啮合间的摩擦热分配来研究瞬时接触温度。Terauchi 等[10]使用示波器测量齿轮表面温度，以改进齿轮温度的数值分析。Wang等[11]、Patir等[12]和Townsend等[13]发展了齿轮温度场分析理论，研究了齿轮端面对流换热系数、啮合齿面摩擦热流量等边界条件，建立了齿轮有限元本体温度场，得到了齿轮啮合过程中的本体温度的大小和分布情况，研究了输入载荷、几何参数和润滑特性对齿轮温度场的影响。1993年，Anifantis等[3]建立了二维温度场有限元分折和计算模型，对加载边界条件以及热载荷在主、从动轮间的分配问题进行了研究。……