[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

说明书

本发明公开了考虑润滑剂诱导齿隙减小的摩擦动力学模型、构建方法及应用，本发明中的摩擦动力学模型考虑润滑油引起的齿隙减小，阐明了粘度对齿轮动力学的影响；以直齿圆柱齿轮副为例，说明了润滑油粘度对光滑和粗糙表面的影响；润滑剂粘度对沿作用线方向的振动影响可忽略不计；另一方面，增加润滑油粘度可以抑制OLOA振动和动态传动误差DTE。本发明中的模型有利于选择合适的润滑剂粘度。

技术领域

本发明具体涉及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。

背景技术

选择合适的润滑剂粘度对于齿轮实现理想的动态性能非常重要。然而，现有的摩擦动力学模型忽略了润滑剂引起的齿隙减小，不能完全阐明润滑剂粘度对齿轮动力学的影响，因此不利于选择合适的润滑剂粘度。润滑剂粘度选择不当，不仅会影响机械效率，还会加剧传动部件之间的磨损进而降低使用寿命。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供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。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

考虑润滑剂诱导齿隙减小的摩擦动力学模型的构建方法，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，F_mj(t)和F_fj(t)分别是与副j^#相关的动态啮合力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；

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：