[发明专利]考虑润滑剂诱导齿隙减小的摩擦动力学模型的构建方法及应用

权利要求书

1.考虑润滑剂诱导齿隙减小的摩擦动力学模型的构建方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)考虑润滑剂诱导齿隙减小，选择直齿轮副，建立摩擦动力学方程；

直齿轮副的动力学方程为：

其中，m_i表示质量，r_bi为半径，I_i为惯性矩，下标i＝1，2分别表示主动齿轮和从动齿轮；θ_i是主动齿轮/从动齿轮的旋转角度；x_i和y_i分别是沿垂直于作用线OLOA和沿作用线LOA的位移；支承轴承由沿OLOA的k_xi、c_xi，和由沿LOA的k_yi、c_yi表示；c_x1,c_y1,c_x2,c_y2分别表示齿轮1和齿轮2的支撑阻尼；T₁和T₂分别为输入和输出扭矩，t表示时间，F_mj(t)和F_fj(t)分别是施加在副j^#上的动态啮合力DMF和摩擦力，j＝1，2，N是介于1和2之间的啮合齿对的实际数量；R_ij(t)是摩擦扭矩臂；r_ai是主动齿轮/从动齿轮的曲率半径，α是压力角，l_j是副j^#的啮合点与接近点之间的距离；符号函数Λ_j(t)表示由滑动速度(u_2j(t)–u_1j(t))确定的摩擦力方向；u_1j，u_2j分别为齿轮1和齿轮2的滑动速度，j＝1，2

c_mj表示副j^#的啮合阻尼,j＝1，2，k_mj表示副j^#的啮合刚度，j＝1,2；关注无碰撞条件；因此，F_mj(t)可以表示为：

其中，f_j(t)是齿的弹性变形和δ(t)＝[r_b1θ₁(t)-r_b2θ₂(t)+y₁(t)-y₂(t)]-e(t)是相对动态啮合位移，即动态传动误差DTE，r_b1θ₁(t)-r_b2θ₂(t)+y₁(t)-y₂(t)，减去啮合误差e(t)；由于兼容性条件，对于两个啮合齿对来说，δ(t)是相同的；

f_j(t)＝δ(t)-b_j (5)

b_j＝b₀-h_cj(t) (51)

b_j为润滑油引起的齿隙减小，b₀为原始齿隙的一半；

(2)根据混合弹流润滑理论确定摩擦力F_fj(t)；

副j^#中的润滑可简化为承受正常载荷F_mj(t)和卷吸速度u_rj(t)＝0.5[ω₁R_1j(t)+ω₂R_2j(t)]，具有等效半径R_j(t)＝R_1j(t)R_2j(t)/[R_1j(t)+R_2j(t)]的经典线接触弹流润滑，其中ω_i是主动齿轮/轮齿的角速度，R_ij(t)是瞬时接触半径，等于等式(2)中的摩擦扭矩臂。