考虑多种实际因素影响的凸度滚子润滑研究

线接触副承载能力较强，需对接触副轮廓母线进行凸度设计以提高其工作性能。目前的凸度设计主要根据静弹性力学进行，无法考虑速度和润滑剂参数的影响且与实际工况不符。根据润滑理论进行凸度设计可综合考虑压力、膜厚、温度等参数的影响，但已有研究成果尚不足以直接指导工程应用并限于材料均质、稳态工况、充分供油、光滑表面，全膜润滑等理想条件，而工程上此类接触副通常经过了表面强化，工作在非稳态、乏油工况，存在表面形貌，可能出现混合润滑状态，但尚未见到考虑以上多种实际因素影响的凸度滚子润滑研究成果报导。本课题主要通过理论分析力图探讨上述实际因素对凸度滚子润滑特性的影响，进而从建立全膜润滑避免干接触，综合考虑膜厚和压力分布的轴向动态均匀性的角度，探讨真实润滑条件下的凸度设计方法。研究成果将有助于揭示真实条件下凸度滚子的润滑机理和特性，丰富人们对凸度设计的认识，为凸度设计提供一种新的，有力的理论依据和方法。

对动态效应、乏油、热效应、滚子偏斜、混合润滑、表面形貌等多因素影响下的凸度滚子润滑行为进行了理论研究，提出了润滑条件下的滚子凸度设计方法，研究了工况参数对凸度设计的影响规律，初步讨论了表面形貌对滚子润滑行为的作用，初步建立了滚子混合润滑的计算方法，合作开展了摆动工况下滚子润滑的光干涉实验研究，测试了摆动工况下的滚子润滑行为。 . 球面滚子从几何角度上属于长椭圆接触，从润滑特性上讲具有滚子润滑长径比狭长的特点，是沟通点接触与滚子接触的桥梁。使用滚子润滑的分析技术对球面滚子的润滑行为进行分析，指出Dowson点接触膜厚公式在大椭圆比下有较大误差，当椭圆比足够大时点接触弹流膜厚趋近于Dowson无限长线接触膜厚公式的结果。进而通过思考传统的点接触弹流、无限长线接触弹流以及有限长线接触弹流的关系，提出了二维弹流润滑的概念，并据此按接触方式重新划分弹流理论，从而在一定程度上解决原有弹流理论从几何上被割裂的问题。. 从凸形上讲，对数轮廓具有最优的润滑性能, 但在偏斜工况下，除球面滚子外，包括对数滚子在内的其它凸形均出现润滑区大端和小端，随偏斜角的增加，大端压力急剧增大而膜厚迅速降低，从而恶化其润滑状态。球面滚子并不出现大端和小端，而在一定的偏斜角范围内表现为承载区沿滚子轴向移动，且最小膜厚保持不变。从机理上解释了球面滚子良好的调心性能。. 乏油条件下，滚子的润滑行为在卷吸速度方向上与已有的研究基本一致，即随乏油程度的加剧，二次压力峰逐渐减小，润滑入口膜厚起始位置逐渐向接触区中心移动。在轴向上，表现为承载区向轴线中部退缩，边缘效应趋于降低。因此乏油条件下的凸度量应相对富油条件下的凸度量要小。与其他凸形滚子膜厚分布沿滚子轴线不同，球面滚子的油膜分布向滚子轴线中部集中，因此较其它凸形滚子不易出现乏油润滑。. 对表面形貌和混合润滑的初步分析指出，表面形貌会增大压力膜厚的波动范围；当凸度量偏大时混合润滑区可出现在滚子的中部，凸度量偏小时则出现在滚子端部。尽管初步实现了表面形貌和混合润滑的计算，但在提高收敛稳定性方面仍需进一步研究。