車輛高速行星輪滑動支承表面織構優(yōu)化研究.pdf

1、本文以車輛行星傳動軸向滑動支承為研究對象，通過在其表面設計加工不同槽型的微米級流體動壓槽，利用流體流經(jīng)微間隙產(chǎn)生的動壓力實現(xiàn)行星輪與軸向滑動支承接觸端面的分離，從而達到減小接觸端面的摩擦，增加其使用壽命的目的。槽型織構設計包含了溝槽型、凹坑型及其組合形式織構與組復合形式的織構，通過理論分析與數(shù)值模擬的方法，在分析滑動支承表面織構潤滑特性的基礎上對其參數(shù)進行優(yōu)化研究。
　　本研究主要內容包括：⑴針對車輛行星輪高速旋轉工況，建立了基于

2、質量守恒邊界條件的矢量Reynolds方程，考慮流體潤滑的溫升、空化效應和流體慣性的影響;基于有限控制體積法推導了流體動壓潤滑控制方程的差分格式，對比驗證了數(shù)值計算的正確性，奠定了動壓潤滑數(shù)學模型的理論基礎。⑵建立了五種溝槽型織構及其組合形式的幾何模型，采用數(shù)值計算分析方法分析了不同槽型的結構參數(shù)、工況參數(shù)和槽型截面變化對潤滑特性的影響規(guī)律，分別給出了不同槽型幾何參數(shù)的推薦范圍值。對溝槽型組合織構的兩種形式的潤滑特性規(guī)律進行探究，分析認

3、為:同型溝槽組合織構優(yōu)于非同型組合形式;非同型溝槽兩兩組合形式潤滑性能取決于單槽承載性能的優(yōu)劣，且組合溝槽的潤滑性能接近于其組合槽型中最優(yōu)溝槽的同型組合形式。⑶建立了五種凹坑織構及其組合形式的幾何模型，探究了凹坑的結構參數(shù)和轉速的變化對流體動壓潤滑性能的影響規(guī)律，結果表明:不同截面凹坑織構具有較大的承載能力，但潤滑油流量較小。對于陣列凹坑的研究表明:陣列凹坑結構參數(shù)中存在最優(yōu)的槽深比值和面積占有率使得油膜動壓承載力最大，并給出了不通過凹

4、坑的最優(yōu)結構參數(shù)，通過對比陣列凹坑排比的兩種形式發(fā)現(xiàn)同型陣列凹坑織構的潤滑性能優(yōu)于非同型陣列凹坑的潤滑性能。⑷復合兩種類型的組合形式形成了兩種織構的組復合形式。對比了兩種組復合形式的織構與單溝槽、組合溝槽的潤滑性能，分析表明:兩種組復合形式的承載力性能相較于溝槽形式的承載力分別增大了17.13％和18.58％，而潤滑油的流量空化率和溫升基本保持不變。之后對兩種組復合形式織構的參數(shù)采用多指標正交試驗法進行了優(yōu)化分析，同時考慮了槽型結構參數(shù)