航空弧齒錐齒輪摩擦學設計與制造

第1章航空弧齒錐齒輪摩擦學概述1
1.1航空弧齒錐齒輪的結構與特點1
1. 2航空弧齒錐齒輪的摩擦與潤滑理論綜述2
1.2.1齒輪的潤滑理論 2
1.2.2齒輪的摩擦與熱理論5
1.3弧齒錐齒輪的加工制造技術綜述8
1.3.1弧齒錐齒輪的切齒原理8
1.3.2弧齒錐齒輪的數(shù)控加工9
1.3.3弧齒錐齒輪的性能分析技術9
1.3.4 弧齒錐齒輪加工系統(tǒng) 11
1.4 小結12
第2章航空弧齒錐齒輪在實際工況下的嚙合性能13
2.1弧齒錐齒輪的邊緣接觸分析13
2.1.1齒面的點矢函數(shù)13
2.1.2齒頂邊緣接觸分析17
2.1.3齒端邊緣接觸分析20
2.2弧齒錐齒輪加載接觸分析21
2. 2.1弧齒錐齒輪實際接觸跡的確定21
2.2.2弧齒錐齒輪在重載作用下的運動誤差23
2.2.3輪齒間的載荷分配24
2.2.4弧齒錐齒輪接觸點曲率與接觸區(qū)求取25
2.3高速弧齒錐齒輪嚙合過程的齒面速度分析28
2.4弧齒錐齒輪輪齒強度分析與計算30
2.4.1輪齒彎曲強度30
2.4.2齒面接觸強度計算34
2.5航空弧齒錐齒輪膠合與閃溫性能分析36
2.6航空弧齒錐齒輪動態(tài)性能分析39
2. 6.1弧齒錐齒輪動力學模型的建立39
2 6.2 固有頻率40
2.6. 3行波共振轉速43
2.6.4動載激振力的DLTCA計算43
2. 6. 5行波共振應力46
2.7 小結47
第3章適合工程計算的航空弧齒錐齒輪彈流潤滑數(shù)值方法48
3.1點接觸等溫彈流潤滑的數(shù)學模型48
3.1.1點接觸等溫彈流潤滑數(shù)值求解的控制方程48
3.1.2數(shù)值求解中的無量綱化 50
3.2點接觸熱彈流潤滑的數(shù)學模型50
3.2.1熱彈流 Reynolds 方程51
3.2.2溫度對潤滑油的影響51
3.2.3彈流潤滑中的熱效應與控制方程52
3.2.4熱彈流潤滑基本方程的無量綱化53
3.3適用于重載條件下的點接觸彈流潤滑數(shù)值算法54
33.1點接觸彈流潤滑數(shù)值算法分析54
3.3.2加權牛頓有限元法55
3.3.3不同載荷下的彈流潤滑計算對比分析59
33.4點接觸熱彈流潤滑計算與分析62
3.4高速重載弧齒錐齒輪熱彈流潤滑計算與分析68
3 4.1弧齒錐齒輪熱彈流計算坐標系的建立68
3 4.2航空弧齒錐齒輪熱彈流潤滑方程組68
3.4.3航空弧齒錐齒輪熱彈流計算參數(shù)確定69
3.4.4航空弧齒錐齒輪模型參數(shù)70
3.5小結74
第4章航空弧齒錐齒輪乏油潤滑分析76
4.1弧齒錐齒輪乏油潤滑分析76
4.1.1乏油潤滑的判定76
4.1.2乏油潤滑計算模型79
4.1.3不同乏油程度的油膜特性80
4.2弧齒錐齒輪短時間斷油無損傷潤滑分析84
4.2.1短時間斷油的數(shù)學模型 84
4 2.2油箱油量對斷油潤滑溫度的影響87
4 2.3不同斷油時間控制點下中心油膜溫度87
4.2.4轉速對中心油膜溫度的影響88
4.3航空弧齒錐齒輪無油潤滑性能分析88
4.3.1失油條件下油膜消失時間與溫度變化88
4.3.2無油潤滑下齒面摩擦系數(shù)的影響因素分析91
4.4航空弧齒錐齒輪無油潤滑下的摩擦傳熱行為分析96
44.1傳熱分析模型96
4.4.2無油潤滑運轉的傳熱行為分析99
4.4.3輪齒溫度有限元分析104
4.5不同潤滑油對齒輪溫度的影響分析110
4. 6航空弧齒錐齒輪摩擦潤滑分析系統(tǒng)112
4.6.1集成系統(tǒng)開發(fā)工具113
4.6.2分析系統(tǒng)組成113
4.7 小結117
第5章航空齒輪氣液共相潤滑分析與設計118
5. 1高速重載齒輪氣液多相不完全油霧形成機理118
5.1.1齒輪噴油潤滑下氣液多相射流的數(shù)學模型118
5.1.2高速齒輪噴油潤滑射流的計算流體動力學建模119
5.1.3高速航空齒輪對噴油氣液多相射流的激蕩作用120
5.2高速航空齒輪機匣內(nèi)氣液共相流體的黏度特性121
5.2.1不完全油霧在高速運動狀態(tài)下的黏度特性121
5.2.2彈流潤滑計算中的不完全油霧黏度模型122
5.3氣液共相流體中含氣率對潤滑狀態(tài)的影響123
5.4基于計算流體動力學的航空齒輪噴油潤滑時變狀態(tài)分析126
5.4.1航空齒輪噴油潤滑過程分析126
5. 4. 2直齒輪噴油數(shù)學模型127
5.4.3齒輪噴油潤滑的計算流體動力學模型127
5.4.4計算結果與分析128
5.5噴油潤滑參數(shù)對氣液多相流體狀態(tài)的影響與設計130
5. 5. 1噴油嘴方位參數(shù)的定義130
5.5.2噴油角度計算與分析131
5.5.3噴油位置計算與分析132
5.6噴油潤滑下航空齒輪的溫度分析方法133
5.6.1噴油潤滑下齒輪的對流換熱系數(shù)133
5.6.2齒面的對流換熱狀態(tài)分析135
5.6.3穩(wěn)態(tài)熱分析模型136
5. 6. 4瞬時閃溫與冷卻模型136
5.6.5噴油條件下高速直齒輪的精確動態(tài)熱計算137
5.7航空弧齒錐齒輪噴油潤滑射流影響因素分析140
7.7.1人口存在徑向速度噴油過程分析141
7.7.2噴油CFD模型的建立 141
7.7.3噴油嘴人口速度對噴射方向的影響142
7.7.4噴油嘴長徑比對噴射方向的影響 144
7.8高速重載齒輪傳動噴油潤滑系統(tǒng)的工程化設計147
7.8.1某型航空機匣供油系統(tǒng)油管和噴嘴的仿真計算147
7.8.2滿足齒輪最高溫度要求的噴油潤滑供油量設計150
7.9 小結155
第6章航空弧齒錐齒輪在摩擦與潤滑狀態(tài)下的動力學156
6.1航空弧齒錐齒輪結構振動建模156
模型概述156
6.1.2彈性齒輪軸建模 157
6.1.3軸承建模162
6.1.4輪齒嚙合接觸建模163
6.1.5轉矩載荷激勵167
6.1.6系統(tǒng)動力學方程167
6.2航空弧齒錐齒輪嚙合摩擦建模168
6.2.1彈流和乏油潤滑摩擦系數(shù)163
6.2.2邊界潤滑摩擦系數(shù)163
6.2.3無油潤滑摩擦系數(shù)170
6.2.4耦合摩擦的系統(tǒng)動力學方程171
6.3航空弧齒錐齒輪動力學特性分析174
6.3.1弧齒錐齒輪動力學分析方法174
6.3.2基本時變參數(shù) 177
6.3.3弧齒錐齒輪的響應特性173
6.3.4航空弧齒錐齒輪耦合摩擦的穩(wěn)定性183
6.3.5耦合摩擦的穩(wěn)態(tài)RMS響應184
6.4小結186
第7章基于摩擦與潤滑的航空弧齒錐齒輪的數(shù)控加工技術187
7.1弧齒錐齒輪五軸加工原理187
7.1.1刀位嚙合計算 187
7.1.2展成運動183
7.1.3弧齒錐齒輪NC展成加工機床運動變換1W
7.1.4輪齒加載條件下的數(shù)控加工技術1犯
7.2弧齒錐齒輪NC展成加工非線性誤差與進給步長1%
7.2.1刀具軌跡的離散逼近誤差1%
7.2.2非線性誤差分析計算1耵
7.2.3走刀步長和輪坯轉角步長確定1兇
7.3航空弧齒錐齒輪參數(shù)對潤滑特性的影響1的
7.3.1弧齒錐齒輪傳動基本參數(shù)對潤滑特性的影響201
7.3.2機床切齒調(diào)整參數(shù)對齒輪彈流潤滑的影響203
7.3.4滿足航空弧齒錐齒輪無油潤滑要求的加工技術206
7.4.1保證航空弧齒錐齒嚙合輪側隙的控制方法206
7.4. 2航空弧齒錐齒輪加工參數(shù)數(shù)值優(yōu)化方法207
7.4.3給定彈流潤滑狀態(tài)下的機床切齒調(diào)整參數(shù)研究2(*
7.4.4不同潤滑狀態(tài)與摩擦特性的航空弧齒錐齒輪加工217
7.5小結21*
第8章高速重載航空弧齒錐齒輪摩擦潤滑試驗方法220
8.1相似原理在高速重載航空弧齒錐齒輪性能試驗中的應用2208.1.1 相似基本原理 220
8. 1. 2高速重載弧齒錐齒輪潤滑特征提取的相似性試驗方法221
8.1.3高速重載齒輪齒根彎曲應力的相似性方法226
8. 2高速重載航空弧齒錐齒輪齒面溫度的相似試驗方法228
8.2.1試驗原型的計算結果228
8.2.2試驗設備及加載過程229
8.2.3試驗測試結果與分析231
8.3超高速航空弧齒錐齒輪嚙合動態(tài)性能相似試驗232
8.3.1原型齒輪嚙合性能分析及縮比相似模型參數(shù)232
8.3. 2試驗裝置及驗證方法237
8.3.3測試結果分析239
8.3.4原型與試驗結果的頻域相似程度比較240
8.4 小結241
參考文獻242
符號列表249