表面微点蚀与表面磨损对渐开线直齿轮热弹流润滑的影响分析

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1、青岛理工大学工学硕士学位论文压力，Pa无量纲压力，p／p．最大Hertz接触压力，Pa综合曲率半径，m滑滚比，slip=2(u。-‰)／(甜a+‰)固体上a、b面的点蚀坑形函数，1TIa、b面的点蚀坑形函数的无量纲值，＆b肠。温度，K环境温度，K无量纲温度，刀％最大温升，K两接触固体a、b的表面速度，m／s两表面的无量纲速度，u／u。卷吸速度，(甜。+Ub)／2，m／s无量纲卷吸速度，对无限长线接触问题为Udlo／(E'R)润滑油沿X方向的速度，m／s润滑油沿X方向的无量纲速度，u／u。载荷，N／m无量纲载荷，w／(E'R。)坐标，m求解域的入口和出口坐标，m无量纲坐标，x／b，

2、z／h求解域入口和出口的无量纲坐标固体a、b的坐标，m，&一&瞰‰队z‰zk孙pP朋R嘶，扑r丁％一丁‰扑一”地巩甜uw肜¨㈡R～pP朋R却一一㈨丁％一丁‰一地巩甜uw肜～一～一^l^【{青岛理工大学工学硕士学位论文历、汤口877卵术r／o77pya、7bp肋Pa-胁prf幻砀f口功r0取f』固体a、b的无量纲坐标，zl／h，z2／hBarus粘压系数，Pa-1Reynolds粘温系数，K1牛顿流体润滑油的粘度，Pa·S非牛顿流体润滑油的当量粘度或等效粘度，Pa·S润滑油的环境粘度，Pa·S润滑油的无量纲粘度，q／r／o摩擦系数，无量纲固体a、b的泊松比，无量纲润滑油的密度，kg

3、／m3润滑油的环境密度，kg／m3固体a、b的密度，kg／m3润滑油的无量纲密度，∥助时间，S无量纲时间，∥fo从啮入点到‘青点的时间，S一对轮齿的啮合时间，S一对轮齿的无量纲啮合时间，tp／toRee．Eyring流体的特征剪应力，PaRee．Eyring流体的无量纲特征剪应力，ro／pH流体内沿x：号向的剪应力，Pa无量纲剪应：匀，Tx／pH青岛理工大学工学硕士学位论文1．1引言第1章绪论人类对摩擦现象早有认识，并能用来为自己服务，如史前人类已知钻木取火。在我国，春秋时期己较普遍地应用动物脂肪来润滑车轴。虽然人类一直不断在对摩擦现象进行深入研究，渐渐掌握了一些摩擦规律，并提出

4、了许多摩擦理论，但长久以来摩擦学的研究进展缓慢，直到15世纪，意大利的列奥纳多·达芬奇才开始把摩擦学引入理论研究的途：弪。1785年，法国(：．库仑继前人的研究，用机械啮合概念解释干摩擦，提出摩擦理论。以后润滑和磨损理论又陆续发展开来，至此综合研究摩擦、润滑和磨损相互关系的条件已初步具备，并逐渐形成摩擦学这一新的发展中的学科。1966年2月英国教育科学部关于摩擦学教育和研究的报告中，著名的Jost报告【l】首次提出了摩擦学(Tribology)--词：“相互作用、相对运动表面副的科学及有关技术”，标志着摩擦学作为一门独立的学科的出现。摩擦学涉及物理、化学、冶金学、材料学、流变学、

5、流体力学、弹性力学、粘弹性力学、热力学和机械!学等多种学科。摩擦学一般定义为：“关于相对运动中相互作用表面的科学、技术及有关的实践’’。通常也理解为包括摩擦、磨损和润滑在内的一门跨学科的科学。摩擦、磨损、润滑已经是一个古老的课题，特别是从工业革命以后，机器的大量使用对其产生了迫切需求，使其研究和发展进入了一个新的时期。如今，摩擦学已受到世界各国的普遍重视，它会在未来迅速发展，并且得到广泛的应用【2J。摩擦随处可在，它与我们的生存环境息息相关。据估计，地球上的能源很大一部分是以不同形式的摩擦消耗掉的。摩擦导致磨损，机械的零件损坏大都是由各种形式的磨损所引起。因此最大程度的控制、降低

6、摩擦损耗，对提高产品的可靠性，节省制造零件的成本，节省大量能源具有重要意义。润滑理论是摩擦学研究的重要内容，润滑可以改善摩擦副的摩擦状态以降低摩擦阻力，减缓磨损。一般通过润滑剂来达到润滑的目的。从润滑机理上润滑分青岛理工大学工学硕士学位论文为流体动压润滑、流体静压润滑、弹性流体动力润滑、边界润滑、薄膜润滑和固体润滑六种基本类型。弹性流体动力润滑(ElastohydrodynamicLubrication，缩写为EHL)，简称弹流润滑，是摩擦学领域内一个活跃并具有重要意义的分支。现代工业的发展对机械各方面性能的要求越来越高，重载、高速以及高温等极端工况越来越普遍，在诸多因素的影响下

7、，理想假设下(Newton流体润滑剂、等温、稳态流动、两固体表面光滑)的经典弹流理论已经使人们无法获得满意的数值解。为适应发展要求，接近实际背景，人们逐步取消了经典弹流理论中的某些假设，对考虑到时变效应、表面形貌因素、热效应、润滑剂流变性等影响进行了研究【31。解决弹流润滑的问题离不开数值分析与计算，需要联合求解的方程包括Reynolds方程、固体弹性变形了亨程、油膜方程、载荷方程、粘度和密度方程，对于热弹流润滑问题，还需考虑能量方程和固体热传导方程，如果是非牛顿流体，还要包括润