直齒圓柱齒輪穩(wěn)態(tài)磨損率的預(yù)測(cè)

1、直齒圓柱齒輪穩(wěn)態(tài)磨損率的預(yù)測(cè)摘要：磨損率在直齒圓柱齒輪確定需要治療以及采取行動(dòng)的齒輪的線（LOA）的混合彈流潤滑問題。為了這個(gè)目的，一個(gè)過程被顯影以預(yù)測(cè)的膜厚度，牽引系數(shù)和磨損率與規(guī)定在上協(xié)議書各點(diǎn)的齒輪的齒面的凹凸之間的相互作用。結(jié)果表明，表面光潔度也愛茉莉明顯的磨損率的影響相比，牽引系數(shù)。穿著效果憧憬也是相比，那些由利用接觸閃溫合理準(zhǔn)確的估計(jì)工程方法獲得的。還調(diào)查是饑餓對(duì)磨損率的應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)未完全淹沒的效果。結(jié)果表明，磨損率可能非常大視饑餓的程度。關(guān)鍵詞：正齒輪行動(dòng)線（LOA）混合彈流潤滑（EHL） 表面粗糙度 穿1.簡(jiǎn)介在齒輪潤滑制度是由線接觸彈流潤滑（EHL），已深入研究在現(xiàn)有文獻(xiàn)主體管

2、轄。特別感興趣的是在潤滑劑的膜厚必須可用來保護(hù)表面1-5的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。鑒于該問題的重要性，存在的該集中預(yù)測(cè)對(duì)EHL膜厚度，牽引系數(shù)熱效應(yīng)的影響和磨損率6-15的研究豐富體積。這方面的進(jìn)展有報(bào)道那里的自由體積模型16被用來正確評(píng)估壓力17-23以及研究下潤滑油的粘度考慮到了潤滑劑的極限剪應(yīng)力特性17,18,24 -26。在許多傳動(dòng)裝置系統(tǒng)，尤其是那些被重負(fù)載，接觸面之間的潤滑油膜的厚度不能提供足夠的承載能力，以保持表面之間的全膜分離。因此，表面粗糙體驗(yàn)緊密接觸，和政權(quán)稱為混合EHL。在這些應(yīng)用中，負(fù)載由兩個(gè)潤滑劑和進(jìn)來以接觸表面凹凸共享。理論方法治療表面粗糙度大致可分為兩類：確定性和統(tǒng)計(jì)。內(nèi)確定性

3、粗糙EHL分析的情況下，一些早期的嘗試的報(bào)告，其中包含像波狀起伏或者不規(guī)則性插入EHL方程真正表面特征可27-31。然而，線接觸EHL使用隨機(jī)粗糙表面的第一個(gè)全面的確定性造型由長(zhǎng)安32進(jìn)行了介紹。從那時(shí)起，許多研究集中在粗糙表面的確定性建模已經(jīng)發(fā)表。參見例如，33-39。研究涉及的統(tǒng)計(jì)粗糙EHL一般遵循約翰遜等人的工作。 40誰率先所謂負(fù)載分擔(dān)的概念，他們所采用的格林伍德和威廉森41凹凸微接觸模型來評(píng)估表面粗糙度的作用。 Gelinck和席佩爾42利用這種方法來預(yù)測(cè)的膜厚度在粗糙線接觸EHL 43。后來，其他研究人員應(yīng)用這個(gè)方法來研究軸頸軸承44混合EHL，正齒輪45-47，和斜齒輪48。表面

4、粗糙度的統(tǒng)計(jì)處理的類別中的另一種方法是將數(shù)值解到修改雷諾方程49隨著凹凸變形方程式。最早是由馬宗達(dá)和Hamrock 50，后來被其他研究人員23,51,52這種方法。最近，Masjedi和Khonsari用趙等人的彈塑性粗糙的模型。 53導(dǎo)出的預(yù)測(cè)公式的膜厚度54。在混合EHL牽引曲線的行為使用類似于方法還包括在發(fā)熱體55接觸的內(nèi)后來研究?，F(xiàn)在，讓我們把注意力轉(zhuǎn)向了粘著磨損的分析。因?yàn)樵诟鶕?jù)將滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)56是通常被稱為Archard的穿法對(duì)兩個(gè)機(jī)構(gòu)干接觸的出版物，已經(jīng)有許多嘗試來擴(kuò)展分析，以預(yù)測(cè)在潤滑接觸的磨損量。使用其中最早的方法是由于羅的工作57誰擴(kuò)展了干磨損，潤滑條件熱脫附58的金斯伯里的

5、概念。后來，Stolarski59,60繼續(xù)羅維的方式通過包括凹凸負(fù)載效應(yīng)來預(yù)測(cè)潤滑滑動(dòng)觸點(diǎn)的粘著磨損。從那時(shí)起，許多其他的研究已經(jīng)報(bào)道，集中磨損中的邊界處的預(yù)測(cè)或混合潤滑機(jī)制61-70。最近，貝赫什提和Khonsari71提出了采用連續(xù)損傷力學(xué)的做法，后來并入負(fù)載分擔(dān)的概念40認(rèn)為采用的統(tǒng)計(jì)粗糙微接觸方程式來估計(jì)磨損系數(shù)的方法72-74預(yù)測(cè)磨損率在混合EHL制度75。2.型號(hào)我們最近報(bào)道的方法來治療粗糙的表面54,77的EHL。這種方法是基于在表面凹凸的統(tǒng)計(jì)評(píng)估，其中該凹凸變形方程53與該散裝變形國稅發(fā)表面以及修改后的雷諾方程49的潤滑劑解決在一起?；趶V泛的一套使用該方法的模擬，我們提出的

6、公式方便，使一個(gè)很容易預(yù)測(cè)，并準(zhǔn)備在為線接觸54點(diǎn)接觸77表面粗糙度的膜厚度和粗糙負(fù)載率。這些表達(dá)式為線接觸，這是本研究的主題，是54在公式（1），所述無量綱中央膜厚（HC），最小膜厚（HMIN），并且凹凸負(fù)載比（La）的很容易確定為無量綱負(fù)載（W），速度（U），材料（G）的函數(shù)，表面粗糙度（），表面硬度（）。另外，該膜參數(shù)（）除以最小膜厚的表面粗糙度被簡(jiǎn)單地獲得。應(yīng)當(dāng)指出的是，上述公式是有效的R0.5根據(jù)修改后的雷諾方程條件49。另外，輸入的有效范圍是：2 : 2 10- 5 r W r 5 10- 4, 1 10- 12 r U r 1 10- 50 , 和 0.005rVr0.03. T

7、he int。有興趣的讀者可參考文獻(xiàn)。54了解更多詳情。為牽引系數(shù)的預(yù)測(cè)，因?yàn)樗歉叨鹊匾蕾囉谡扯?，我們開發(fā)了另一模型55，尤其是圓形稱為后作為混合TEHL-不僅受剪切加熱認(rèn)為接觸的區(qū)域內(nèi)的發(fā)熱體中的潤滑劑，而且由表面凹凸的摩擦。因此，能量方程式同時(shí)處理與混合EHL方程來確定沿著所述接觸的溫度分布。為線接觸，牽引系數(shù)寫為凹凸和水動(dòng)力份55的總和其中水動(dòng)力部分寫的是潤滑油極限剪切應(yīng)力19,78的考慮。關(guān)于TEHL模型的更多細(xì)節(jié)在參考使用。55。為了估計(jì)潤滑磨損率，Archard理論56采用分?jǐn)?shù)膜缺損擴(kuò)展到混合潤滑，利用57-60它提到，對(duì)于TEHL分析，自由體積理論預(yù)測(cè)與壓力和溫度19,55的變

8、化，潤滑劑的密度和粘度的優(yōu)選的方法是很重要的。在沒有潤滑劑的特殊性能，該方程通過道森和希金森1是常用滿心歡喜潤滑劑的密度的預(yù)測(cè)，而常用羅伊蘭方程79通常用于潤滑劑的粘度在中等壓力的預(yù)測(cè)。3.驗(yàn)證在參考文獻(xiàn)。55，我們通過進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，以獲得在牽引曲線在混合EHL驗(yàn)證發(fā)達(dá)英語教學(xué)模式的結(jié)果。在這里，鉆研呈現(xiàn)結(jié)果齒輪之前，我們比較TEHL模擬結(jié)果為牽引系數(shù)和磨損率與吳和成62通過實(shí)驗(yàn)獲得。在研究由Wu和程62，牽引系數(shù)和磨損，在混合EHL制度測(cè)定用雙磁盤機(jī)的范圍內(nèi)滑動(dòng)到輥比率。在他們的研究中，輸入?yún)?shù)為：R5.4毫米，B6.35毫米，T0315K，ur1.83米/秒，而為2GPa的最大接觸壓

9、力。此外，s0.34微米，v6GPA（56洛氏C），和00.0325帕斯卡秒。對(duì)于模擬，fc0.12（一個(gè)典型值，55），1.5器108平方米/ N，并且lim0.06假定。此外，用于估計(jì)磨損，系數(shù)需要在方程（3）為：Rg8.31焦耳/摩爾K，a31010中米，t031012 和Ea49103焦耳/摩爾62，而K510462，80。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模擬結(jié)果之間的比較繪制在圖1。如圖.1，TEHL結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均牽引系數(shù)和磨損協(xié)議。應(yīng)當(dāng)指出的是，每滑動(dòng)距離磨損中報(bào)告的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。這是通過將體積磨損速率lub得到（方程（3）的滑動(dòng)速度，我們。圖1從目前的TEHL模擬1的結(jié)果相比，吳和成62（一）牽引系數(shù)（

10、二）實(shí)驗(yàn)結(jié)果每次滑動(dòng)距離穿4. 在直齒圓柱齒輪熱彈流潤滑在本節(jié)中，我們進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)的模型來研究正齒輪固定的線接觸彈流潤滑體制下運(yùn)行的性能。4.1沿協(xié)議書輸入?yún)?shù)的變化齒輪的齒之間的接觸發(fā)生沿一條線是相切既小齒輪和齒輪的基圓。這條線被稱為作用線（LOA）。垂直于齒輪中心線協(xié)議書和線之間的角度被稱為壓力角。接觸的示意圖示于圖.2。在齒輪設(shè)置中，小兩個(gè)配對(duì)齒輪被稱為小齒輪和大的被稱為齒輪81。雖然在大多數(shù)的應(yīng)用中，小齒輪是驅(qū)動(dòng)齒輪，但并不總是如此。兩顆牙齒之間的接觸第一次出現(xiàn)時(shí)，在驅(qū)動(dòng)齒輪齒的下點(diǎn)接觸的前端從動(dòng)齒輪齒。隨著齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸點(diǎn)招沿協(xié)議書（從左至右在圖2中）。實(shí)際上，接觸點(diǎn)從基座移動(dòng)到尖端

11、上的驅(qū)動(dòng)齒輪的齒與從尖端到從動(dòng)齒輪的齒的基。接觸可可分為三個(gè)階段。在第一階段（階段I在圖2的（a），的兩個(gè)對(duì)的齒相接觸。作為接觸點(diǎn)的移動(dòng)朝向節(jié)點(diǎn)，只有一對(duì)齒保持接觸（第二階段在圖2的（b）。在接觸的最后階段，有再次的兩個(gè)對(duì)的接合齒（在圖第三階段2的（a）。圖2齒間2.聯(lián)系：（一）2對(duì)參與（B）一對(duì)訂婚。由于涉及沿協(xié)議書變化齒數(shù)，由每個(gè)齒承載的接觸載荷沿著這條線而變化。限定作為沿協(xié)議書的原點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)（參見圖1），接觸載荷F，可以沿著這條線繪制。如示于圖圖3（a）中，在接觸的初始點(diǎn)（階段I），其中在包含兩個(gè)對(duì)的牙齒時(shí)，接觸負(fù)載線性地變化，從1/3至總負(fù)荷的2/3。負(fù)載然后跳轉(zhuǎn)到總負(fù)荷時(shí)，只有一對(duì)

12、是接觸（第二階段）。負(fù)載再次下降到2/3時(shí)另一對(duì)接觸到，并減少了三分之一的協(xié)議書（第三階段）的端部45,82。曲率半徑是另一個(gè)變參數(shù)沿theLoA其中小齒輪和齒輪可以被認(rèn)為是兩個(gè)氣缸與R1和R2的變量半徑。沿協(xié)議書的等效曲率半徑是82其中，r1和r2的驅(qū)動(dòng)分別的音調(diào)半徑和從動(dòng)齒輪，81其中m是齒輪模塊和N1/ 2是齒在礦井驅(qū)動(dòng)/從動(dòng)gear.The滾動(dòng)滑動(dòng)速度沿協(xié)議書數(shù)為82其中的u1/ 2是驅(qū)動(dòng)/從動(dòng)齒輪在與N1 /2的接觸點(diǎn)的線速度表示其旋轉(zhuǎn)速度圖3表示接觸半徑，負(fù)載，滾動(dòng)和滑動(dòng)速度，以及沿協(xié)議書滑動(dòng)到輥比的變化。這是一對(duì)小齒輪的齒輪的帶N132和N296與小齒輪的驅(qū)動(dòng)齒輪。齒輪模是m0.

13、005米，齒寬為B0.05微米，壓力角為20。接觸載荷是F25KN和小齒輪速度為100 RPM。如前所述，接觸載荷的峰值屬于其中只有一對(duì)齒的接合點(diǎn)（階段II）。它也表明，軋制速度單調(diào)沿協(xié)議書增大。與此相反，滑動(dòng)速度減小從接觸到節(jié)點(diǎn)（0），它成為零（純滾動(dòng)）的初始點(diǎn)開始。它的節(jié)點(diǎn)后，再次以增加接觸點(diǎn)移動(dòng)到病房接觸端。還繪制在圖圖3（b）是滑動(dòng)到輥比，即滑動(dòng)速度，以軋制速度的比值。注意，如果在接觸齒輪具有相同的尺寸，滾動(dòng)速度將沿著協(xié)議書不變，而曲率，載荷，滑動(dòng)速度，以及滑動(dòng)到輥比率的半徑將具有沿著該線的對(duì)稱分布。還要注意的是，如果在驅(qū)動(dòng)和從動(dòng)齒輪被彼此替換，所有發(fā)行將非常具有鏡像相對(duì)于節(jié)點(diǎn)（0）。

14、對(duì)于該對(duì)齒輪調(diào)查在上一節(jié)（圖3），考慮到齒輪表面如鋼（E228GPA）和潤滑劑如SAE30（00.35帕斯卡秒在T0293K）的量綱變化負(fù)載W和速度沿協(xié)議書繪制在圖圖4（a）。也，無量綱粗糙度示于圖。圖4（b）的表面粗糙度threelevels：略顯粗糙（s0.1微米），相當(dāng)粗糙（s0.5微米），以及相當(dāng)粗糙（s1微米）。注意在本研究thatthe表面粗糙度thesurface高度（RQ）的標(biāo)準(zhǔn)偏差。為無量綱負(fù)載WF/（BER），這兩個(gè)參數(shù)沿協(xié)議書變化的情況下是：接觸負(fù)載和等效接觸半徑（參見圖3）。在不涉及的兩個(gè)對(duì)牙齒的接觸，這兩個(gè)負(fù)載和等效半徑的第一階段正在增加其導(dǎo)致以W略有增加（圖4的（a

15、）。在第二階段中，其中只有一對(duì)齒的是在接觸時(shí)，在負(fù)荷突然增加導(dǎo)致在W.During此階段的跳躍，負(fù)載是恒定的，但半徑增加，這導(dǎo)致減小W.在最后階段中，負(fù)載減小，半徑增大，這導(dǎo)致在一個(gè)急劇減小W.On另一方面，增加的半徑和軋制速度的組合（圖3）的結(jié)果中，在無量綱速度U0ur/略有下降（E ER）沿協(xié)議書（圖4的（a）。此外，增加沿協(xié)議書接觸半徑在引起如圖減少在礦井量綱表面粗糙度= / R。圖4（b）。注意，對(duì)于s1微米，在協(xié)議書的開始時(shí)，無量綱粗糙度超過公式的最大范圍（式（1），這是5 105 54。這些點(diǎn)標(biāo)記由圖中虛線。圖4（b）。注意應(yīng)在使用公式這些點(diǎn)（見下節(jié)）服用。圖.3.變型的齒輪參數(shù)沿

16、協(xié)議書（一）半徑和負(fù)載（B）的軋制/滑動(dòng)速度和滑動(dòng)到輥比率。圖.4.變化沿協(xié)議書（一）負(fù)載和速度（用）表面粗糙度無量綱參數(shù)為了評(píng)估磨損率沿齒輪的協(xié)議書，熱彈（THE）模型（在第2節(jié)）被利用。該模型利用自由體積概念在評(píng)價(jià)潤滑劑的性能以及限制剪切應(yīng)力的效果。在本模擬中使用的潤滑劑是SAE30（lim0.091）與自由體積和參考提供的熱性能。 55。這里，對(duì)于在等溫公式的使用（公式（1），2.5器108平方米/ N被假定（GE5700）。齒輪系統(tǒng)用W和U的變化示于圖。4（a）和三級(jí)粗糙度（s0.1微米s0.5微米，s1微米）與的圖中所示的變型。圖4（b）被認(rèn)為是在本研究中。對(duì)于所有的情況下，表面硬度

17、被假定為v2.3GPA（Vv/E0.01）。另外，分別因?yàn)榕c表面粗糙度55，fc0.12，fc0.135和fc0.15凹凸摩擦系數(shù)的變化假定為s0.1微米，s0.5微米，ands1微米，4.2。2結(jié)果與討論4.2.1。薄膜厚度和粗糙負(fù)載率圖5示出的修改中，中央和最小膜厚沿協(xié)議書。在每一種情況下，從模擬的結(jié)果進(jìn)行比較，以那些從等溫式得到的（公式（1）。如圖所示，在中央和最小膜厚具有沿著這歸因于沿著這條線（SeeFig3）的增大軋制速度的協(xié)議書一般上升趨勢(shì)。然而，它們有一個(gè)突然的下降，在中間部分，它是由于在接觸載荷（圖3）的跳躍。圖5（a）示出了從當(dāng)前模擬的結(jié)果顯示出非常良好的一致性與形成用于混合

18、EHL54等溫中央膜厚式。如在參考文獻(xiàn)指出。55，對(duì)中度軋制速度下，中央膜厚度不列入略微由于發(fā)熱所造成的滑動(dòng)改變。注意，同樣，這對(duì)于s1微米，在接觸開始時(shí)的顯著的差異是由于量綱粗糙度的大的值（參照?qǐng)D4的（b），這是出在等溫公式所允許的最大范圍54（見第2節(jié)）。與此相反的中央膜厚度，如圖所示。5（b）中，有從當(dāng)前模擬得到與最小膜厚度值那些由等溫最小膜厚式預(yù)測(cè)之間相當(dāng)大的差異，特別是在接觸的開始和結(jié)束。這可以通過注意，不同于中央膜厚，最小膜厚經(jīng)歷顯著下降由于發(fā)熱所造成的滑動(dòng)8,55進(jìn)行說明。有興趣的讀者可參考研究，由于在平滑EHL觸點(diǎn)的滑動(dòng)提供一種在最小膜厚的掉落估計(jì);參見例如許和李10。參照?qǐng)D圖

19、5（b）對(duì)所有的粗糙度值，等溫和熱的結(jié)果之間的差異是僅有一名開始和接觸的端部更明顯。它可以通過以下事實(shí)滑動(dòng)到輥比率是在這些點(diǎn)較大地說明（參照?qǐng)D3的（b）這導(dǎo)致在其中更顯著影響最小膜厚大的接觸溫度。雖然增加的粗糙度產(chǎn)生較厚的薄膜如圖。 5，它會(huì)導(dǎo)致在膜中參數(shù)的下降。這顯示在圖圖6（a），其中，縱軸示出在對(duì)數(shù)標(biāo)度。如圖所示，對(duì)于最低粗糙度值（s0.1m），所述介于約5和9片參數(shù)而變化，這意味著沒有粗糙面接觸。通過用5倍（s0.5微米）增加粗糙度，薄膜參數(shù)下降到大約1.2-2這意味著該混合EHL制度為準(zhǔn)。另外，倍增的表面粗糙度（s1微米）降低該膜參數(shù)至約0.7-1這意味著該系統(tǒng)正接近邊界潤滑狀態(tài)圖.

20、5從模擬和等溫公式5。結(jié)果54（式（1）沿協(xié)議書（一）中央膜厚（二）的最小薄膜厚度。圖.6從模擬和等溫公式6.結(jié)果54（式（1）沿協(xié)議書（一）膜參數(shù)（二）的凹凸配合率相應(yīng)的凹凸載荷比繪制在圖圖6（b）。 如圖所示，微凸體負(fù)荷率為零的s0.1微米 而它對(duì)于s0.5微米和6至22的39至54之間為s1微米。凹凸負(fù)載具有沿著這是由于沿著這條線的增加軋制速度的負(fù)荷一般下降趨勢(shì)。然而，它經(jīng)歷在中間階段的下降，由于減少的接觸負(fù)載是用于在圖中的最高粗糙度值最好可見的。請(qǐng)注意，增加的負(fù)載會(huì)增加粗糙負(fù)載，但減少的凹凸負(fù)載率54。此外，對(duì)于最大粗糙度，凹凸配合率哈桑增加的趨勢(shì)在接觸（可見fors1微米），其中降低

21、的負(fù)載的效應(yīng)大于增大軋制速度的效果的最后階段。它也顯示在圖圖6（b），有當(dāng)前的效果與從等溫公式的凹凸負(fù)載54得到的雙方同意。應(yīng)該提到，對(duì)于s1微米，熱模擬和等溫式僅有一名的協(xié)議書的開頭的結(jié)果之間的顯著差異是由于量綱粗糙度的大的值（參照?qǐng)D4的（b），這是出有效范圍的等溫式（參照?qǐng)D4的（b）。這些點(diǎn)示于圖虛線。圖6（b）。4.2.2。牽引系數(shù)和磨損率圖7（a）示出了沿協(xié)議書的牽引系數(shù)的變化量。在接觸的第一階段，負(fù)載增加（這通常導(dǎo)致較高的牽引系數(shù)），但在滑動(dòng)到輥比降低（導(dǎo)致較低的牽引系數(shù)）。這兩種對(duì)立因素之間的競(jìng)爭(zhēng)確定是否牽引系數(shù)的增加或減少。在第二階段中，負(fù)載是恒定的，但在滑動(dòng)到輥比率下降到零（純

22、滾動(dòng)在節(jié)點(diǎn)），然后再增加。這直接導(dǎo)致了牽引系數(shù)下降到其最小值在節(jié)點(diǎn)和事后增加。在最后階段，負(fù)載降低，但在滑動(dòng)到輥比率增加，并再次這些因素之間的競(jìng)爭(zhēng)來確定趨勢(shì)。有大約粗糙度對(duì)牽引系數(shù)的效果更好的感覺，還報(bào)道為模擬點(diǎn)沿協(xié)議書的平均值。參照?qǐng)D圖7（a），沿協(xié)議書的平均牽引系數(shù)被計(jì)算為0.068為s0.1微米，0.072為s0.5微米，0.087為s1微米。這意味著增加表面粗糙度由5倍（從s0.1微米至s0.5微米）對(duì)牽引系數(shù)只有輕微的影響，特別是在接觸的最后階段，如圖所示。圖7（a）。這可以通過參考圖進(jìn)行說明。圖6（b），其中顯示了La為在接觸的開始約22，但只有6月末。然而，對(duì)于表面粗糙度（s1m

23、），所述牽引系數(shù)增大顯著，作為表面凹凸顯著的貢獻(xiàn)一個(gè)結(jié)果。注意，在圖。 7（a）中，牽引系數(shù)具有由于表面粗糙度的貢獻(xiàn)的節(jié)距點(diǎn)有限的值。這是因?yàn)榛瑒?dòng)并不直接影響的牽引系數(shù)的凹凸部分（參見方程（1）。理論上，牽引系數(shù)是零，在由于沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的節(jié)距點(diǎn)。然而，凹凸部分的價(jià)值跳轉(zhuǎn)到FC（LA / 100），一旦有輕微的下滑。標(biāo)繪在圖7（b）是按容積計(jì)磨損速率沿作用線。這些結(jié)果表明，表面粗糙度對(duì)磨損率更明顯的效果相比，牽引系數(shù)。這是因?yàn)槟p是凹凸負(fù)載的直接函數(shù)（見公式（3），這表明它是顯著受表面粗糙度。如圖所示，對(duì)于s0.1微米，相比于較高的粗糙度值的磨損率是非常小的。事實(shí)上，當(dāng)膜厚度是足夠的相比，表面凹

24、凸大，表面是完全分開的和幾乎沒有任何磨損。的平均磨損率沿協(xié)議書為約4.781014立方毫米/穩(wěn)定部隊(duì)s0.1微米其比那些滿心歡喜更高的粗糙度值（1.04 107 3 /秒為s0.5微米和3.18 107 3 /秒為s1微米較小的訂單）。這是因?yàn)?，凹凸配合率幾乎為零，在s0.1微米直接導(dǎo)致可忽略的磨損率（式（3）。由5倍（s0.5微米）增加粗糙度產(chǎn)生高得多的磨損率，如圖。圖7（b）。進(jìn)一步增加粗糙度（s1微米）增加的磨損率（由于較高的凹凸負(fù)載的），但其順序是與s0.5微米的相媲美。畫在圖的磨損率。圖7（b）是瞬時(shí)體積磨損率。為了獲得更好的物理洞察力，磨損深度計(jì)算并沿齒作圖。通過由總接觸面積除以按

25、容積計(jì)磨損速率（）中得到的磨損深度（d）的速率其中l(wèi)是作用線的長(zhǎng)度，N是齒的數(shù)目，且B是齒寬。為齒輪調(diào)查，作用線的長(zhǎng)度被計(jì)算為l0.026米（參見圖3）。另外從第4.1節(jié)，B0.05男，N132（齒輪）和N296（齒輪）。它需要說明的是沿協(xié)議書的正方向的意思是“從基座到末端”沿驅(qū)動(dòng)齒輪的齒（聽見，小齒輪，N132）和“從尖端到基”沿著從動(dòng)齒輪的齒（此處齒輪，N196）。參見圖圖。 2。圖。圖8示出的磨損深度的速率沿協(xié)議書兩個(gè)小齒輪和齒輪的s1微米和s0.5微米。磨損深度為s0.1微米此處未畫出，因?yàn)閷?shí)際上沒有粗糙面接觸和磨損是零為表面粗糙度這個(gè)尺寸（參見圖6（b）和圖7（b）。如圖所示，小齒輪

26、的齒體驗(yàn)相比，齒輪的齒的相當(dāng)大的磨損深度。這是因?yàn)椋↓X輪具有齒的數(shù)目少，所以它們接觸到更常常較齒輪。如圖所示，磨損深度沿齒具有非線性趨勢(shì)這是由于多種因素的貢獻(xiàn)。而磨損的接觸負(fù)載，凹凸負(fù)載率，和滑動(dòng)速度的正函數(shù)（式（3），分?jǐn)?shù)膜缺陷也是滑動(dòng)速度和表面溫度的函數(shù)。所有這些參數(shù)沿協(xié)議書而變化。在一般情況下，磨損深度是在接觸（堿的驅(qū)動(dòng)齒輪的齒/從動(dòng)齒輪的齒的尖端）相對(duì)于端部（的驅(qū)動(dòng)齒輪的齒的從動(dòng)齒輪的齒/堿尖端）的開始大。這主要是由于在接觸開始較大的凹凸配合率（圖6的（b）。如前所述，有在節(jié)點(diǎn)（純滾動(dòng)條件發(fā)生存在）沒有滑動(dòng)，且有理論上沒有磨損在這一點(diǎn)上。然而，圖圖8表示，它們穿深度之前和俯仰點(diǎn)后迅速

27、達(dá)到大量。注意，小齒輪的齒經(jīng)歷較大的磨損深度的所有點(diǎn)。局部最大值在接觸（小齒輪的齒的基部和節(jié)點(diǎn)之間）的第二階段是由于增加的接觸負(fù)載，而滑動(dòng)速度仍是大而導(dǎo)致高的磨損率。它也被觀察到，fors1微米，最大磨損深度此時(shí)發(fā)生而fors0.5微米，它發(fā)生在小齒輪的齒的基。因此，最大磨損的位置也取決于表面粗糙度。如前所述，由于各種促成因素，磨損深度具有沿協(xié)議書非線性趨勢(shì)，并且除了表面粗糙度，許多操作參數(shù)，如載荷和速度 - 可以顯著影響其幅度。而沒有試圖概括的結(jié)果，可以說，磨損具有沿協(xié)議書一般減少趨勢(shì)，使接觸的第一點(diǎn)總是經(jīng)歷比結(jié)束點(diǎn)的多的磨損。圖.7.結(jié)果沿著協(xié)議書（一）牽引系數(shù)（B）的體積磨損率模擬。圖.

28、8磨損率8.深度小齒輪和齒輪齒（一）s1微米（二）s0.5微米。4.2.3。估計(jì)磨損率的簡(jiǎn)化工程方法在上一節(jié)，它表明，磨損率沿齒輪的齒可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)使用完整英語教學(xué)模式。這些結(jié)果是通過執(zhí)行TEHL模擬在沿著協(xié)議書的每個(gè)點(diǎn)獲得的?；厥兹胧?。（3），它被實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵參數(shù)的磨損率在混合EHL的確定是凹凸負(fù)載比（La）的，并在表面溫度（Ts）。幸運(yùn)的是，凹凸負(fù)載比可以從曲線擬合公式來預(yù)測(cè)（式（1），并將其在章節(jié)4.2.1，結(jié)果有一個(gè)合理的精度示出。因此，磨損速率可以快速近似未經(jīng)預(yù)成形數(shù)值模擬，如果表面溫度的估計(jì)是可用的需要。我們最近開發(fā)出一種簡(jiǎn)化的工程方法由近似EHL接觸閃蒸溫度76來估計(jì)的溫度上升在混

29、合EHL。根據(jù)田和肯尼迪83，溫度上升可以被估計(jì)為其中q是熱通量，b是半接觸寬度，K1，2是接觸表面的熱導(dǎo)率，并且PE1，2是其相應(yīng)佩克萊特號(hào)碼。在76該內(nèi)混合EHL接觸theheat磁通可估計(jì)顯示出其中PAVG是平均赫茲接觸壓力（PF/2BB）。注意該P(yáng)AVG（拉/ 100）和PAVG（1LA/ 100）表示的凹凸和壓力的流體動(dòng)力部分，分別。利用上述假設(shè)，溫度上升可以迅速估計(jì)和表面溫度Ts獲得asTsT0T。近似磨損率，然后使用所獲得的表面溫度和凹凸配合率公式計(jì)算（等式（1）。圖。 9示出了結(jié)果其外描述“簡(jiǎn)化方法”沿協(xié)議書磨損率進(jìn)行比較，以那些由TEHL模擬得到。如圖所示，簡(jiǎn)化的方法是能夠捕

30、獲的磨損率的趨勢(shì)，其幅度的合理估計(jì)。因此，簡(jiǎn)單的做法是對(duì)磨損率在沿行動(dòng)的齒輪的路線各點(diǎn)快速估計(jì)是有用的。應(yīng)當(dāng)指出的是，完整的數(shù)值TEHL模擬所需的磨損的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。然而，這種方法可以提供以合理的精度的工程評(píng)價(jià)時(shí)的數(shù)值模型是不可用的。4.2.4。饑餓的影響結(jié)果在上一節(jié)中得到假設(shè)afully-溢流進(jìn)口。供給不足的油在入口結(jié)合導(dǎo)致降低潤滑劑的流量，其中所述方案的稱為餓死潤滑。饑餓發(fā)生在許多實(shí)際應(yīng)用，并直接影響到膜厚度。低薄膜厚度產(chǎn)生較大的粗糙面接觸這也增加了牽引系數(shù)和磨損率。有重點(diǎn)饑餓的彈流潤滑84-91的效果可以在文學(xué)研究。最近分別進(jìn)行了一項(xiàng)研究，調(diào)查餓死在礦井混合EHL那里被認(rèn)為是粗糙的效果的作用

31、92。在這里，通過展示一個(gè)例子，我們簡(jiǎn)要討論了饑餓的齒輪效應(yīng)在EHL模擬中，饑餓條件是通過移動(dòng)所述入口朝向這導(dǎo)致降低潤滑劑的流量的觸點(diǎn)的中心實(shí)現(xiàn)的。物理上，饑餓度，是在聯(lián)絡(luò)中心中的質(zhì)量流率的降低來定義（= - 1/毫米餓死完全淹沒CenterDot;CenterDot; - ）90，92。理解饑餓的效果，（對(duì)于s0.5微米的表面粗糙度值）以上問題進(jìn)行了模擬兩不同程度的饑餓：0.2 和 0.4它們分別對(duì)應(yīng)于減少20%和 40%所述潤滑劑供應(yīng)。圖10顯示了變化，沿協(xié)議書為全淹和饑餓制度影片參數(shù)和粗糙負(fù)載率。圖。10（a）表示該膜參數(shù)經(jīng)受了相當(dāng)下降由于潤滑劑不足。仿真predicta完全淹沒了1.0

32、6和1.75之間的膜參數(shù)，這是在混合EHL限制然而，在降低20百分潤滑劑的流量(0.2)下降的膜參數(shù)的0.89-1.44的范圍內(nèi)。在潤滑劑(0.4)供給進(jìn)一步降低導(dǎo)致的膜參數(shù)0.73-1.18的范圍內(nèi)該警告邊界制度的發(fā)作。相應(yīng)的凹凸載荷比繪制在圖圖10（b）證實(shí)了這一趨勢(shì)。如圖所示，而凹凸負(fù)載比之間的6和用于完全淹沒的情況下22而不同，它會(huì)增加至15-33r 0.2，并為31-46r 0.4標(biāo)繪在圖11是牽引系數(shù)和磨損率沿協(xié)議書為全淹和饑餓制度。如上述觀察，饑餓增大了粗糙面接觸而導(dǎo)致的增加都牽引系數(shù)和磨損率。作為圖圖11（a）所示，與作為入口饑餓潤滑劑的牽引系數(shù)增大。在該圖中，沿協(xié)議書的平均牽

33、引系數(shù)被預(yù)測(cè)為0.072為完全淹沒的情況下，而它是0.080r 0.2對(duì)和0.089r 0.4.的。這意味著，平均牽引系數(shù)增加用于在流率降低20，約12，并通過在流量減少了40，25。相應(yīng)的磨損率繪制在圖圖11（b）。而平均磨損率獲得1.04107立方毫米/ s的完全淹沒的政權(quán)，它跳到1.77107立方毫米/ s0.2的和2.68107立方毫米/ s的r 0.4。這意味著，平均磨損率增加70r 0.2，并通過為158r 0.4.。因此，饑餓的接觸對(duì)直齒圓柱齒輪的磨損率產(chǎn)生巨大的影響。5.結(jié)論正齒輪的混合彈流潤滑制度下的性能進(jìn)行了研究。通過進(jìn)行全面的數(shù)字混合TEHL使用模擬沿行動(dòng)的齒輪的線（LO

34、A），牽引變輸入和磨損aspur齒輪特性預(yù)測(cè)與不同的粗糙度表面結(jié)果表明，所述牽引系數(shù)和磨損率有沿作用線非線性趨勢(shì)，由于多個(gè)促成因素。結(jié)果表明，無論是牽引系數(shù)和磨損率增加通過增加表面粗糙度和磨損比牽引系數(shù)更顯著影響。例如，示出了由僅5倍減少的表面粗糙度，可能會(huì)導(dǎo)致在穩(wěn)定狀態(tài)磨損率（數(shù)量級(jí)以上6目）大幅下降。這是因?yàn)闈櫥p凹凸負(fù)載比的直接函數(shù)和表面粗糙度可顯著影響它。它也表明，小齒輪的齒遇到較大的磨損深度相比，齒輪的齒。此外，對(duì)于這兩個(gè)小齒輪和齒輪，磨損深度在接觸（從動(dòng)齒輪的齒的驅(qū)動(dòng)齒輪的齒/尖的堿）的開頭是大于在所述驅(qū)動(dòng)齒輪的齒的接觸（尖的端部/從動(dòng)基地齒輪的齒）度磨損結(jié)果也比那些通過利用所述

35、近似閃蒸溫度和凹凸負(fù)載比式的結(jié)果的簡(jiǎn)化的方法獲得的。這種方法被證明能夠沿著協(xié)議書到合理估計(jì)的磨損率，并且可以被使用的有用工具快速評(píng)估磨損時(shí)的數(shù)值模型是不可用的。還研究是一個(gè)饑餓入口，在那里它示出，所述表面凹凸在饑餓制度較大貢獻(xiàn)直接導(dǎo)致較小薄膜參數(shù)，較大的牽引系數(shù)和更顯著較高磨損率沿作用線的效果。例如，案例研究表明，在潤滑劑供應(yīng)的進(jìn)口導(dǎo)致在穩(wěn)態(tài)磨損率158，增幅減少40。應(yīng)當(dāng)指出的是，未研究在本文的其他操作參數(shù)（如負(fù)載和速度）上的齒輪的性能的影響，因?yàn)樗枰粋€(gè)單獨(dú)的研究。然而，我們已經(jīng)調(diào)查這些參數(shù)在混合EHL制度54,55的效果。簡(jiǎn)要地說，增加負(fù)載直接導(dǎo)致更高的磨損率，而它增加了牽引系數(shù)由于降

36、低它的膜厚度和增加潤滑油的粘度。軋制速度，另一方面，具有即使是因?yàn)樗梢愿淖儩櫥瑺顟B(tài)更關(guān)鍵的作用。較低的軋制速度導(dǎo)致較薄薄膜和更粗糙面接觸，這會(huì)導(dǎo)致在兩個(gè)牽引系數(shù)和磨損率一顯著增加。這就是為什么機(jī)器零件在啟動(dòng)調(diào)查和關(guān)閉，其中的旋轉(zhuǎn)速度是非常低是一個(gè)主要問題參考1 D. Dowson, G.R. Higginson, Elasto-hydrodynamic lubrication (SI ed.), Pergamon Press, New York, 1977, Oxford Eng. 2 D. Dowson, S. Toyoda, A Central Film Thickness Formul

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