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高速列车驱动齿轮箱油浴润滑内流场数值分析
| 论文题名： | 高速列车驱动齿轮箱油浴润滑内流场数值分析 |
| 关键词： | 高速列车;驱动齿轮箱;油浴润滑;数值仿真 |
| 摘要： | 驱动齿轮箱是高速列车动力转向架的重要部件之一，其齿轮转速高，内部流体运动复杂。齿轮箱油浴润滑内流场分布对齿轮箱润滑效果和运行稳定性具有重要影响。本文以高速列车驱动齿轮箱为研究对象，通过数值仿真手段分析齿轮箱内部润滑油、速度场、压力场、湍流强度分布规律，研究齿轮转速、浸油深度和润滑油粘度对齿轮箱内部润滑油、速度场、压力场和湍流强度分布的影响，为齿轮箱油浴润滑系统设计提供理论依据。 本文以300km/h高速列车驱动齿轮箱为研究对象，建立了齿轮箱内流场二维数值分析模型。齿轮箱内部流场变化复杂，存在大量湍流现象，选取RNGκ-ε湍流模型模拟齿轮箱内湍流运动。空气是可压缩气体，在齿轮传动过程中，受到压缩和膨胀作用。本文基于可压缩流体密度法控制方程将空气设为可压缩流体。齿轮传动过程中，齿轮箱通过通气孔和外界有物量和功量的交换，本文基于恒压出口边界控制方程来模拟通气孔作用。选取VOF两相流模型模拟齿轮箱内气-液两相流动。基于FLUENT动网格技术，模拟齿轮副啮合传动和齿轮搅油动态过程。 研究结果表明:在齿轮啮合传动过程中，润滑油不断被搅动，并与空气逐渐混合，充斥于齿轮箱体内;齿轮副端部周围流体速度较大，靠近齿轮箱壁面的速度较小;湍流强度较大值主要集中在齿轮啮合处及齿轮副端部;齿轮箱顶部与底部产生明显压差;齿轮副端部润滑油体积分数、齿轮箱内部压差和平均湍流强度随时间一直处于小幅波动状态，但整体上先逐渐增大后趋于稳定;齿轮副端部润滑油体积分数稳态值随齿轮转速的增大而减小，且减小的速率逐渐增大;随着齿轮转速的增加，齿轮箱内部压差逐渐减小;平均湍流强度随着转速增大而增大，且增大的速率逐渐减小;随着浸油深度的增加，齿轮副端部润滑油体积分数不断增大，但增速逐渐减小;润滑油浸油深度对齿轮箱内压力场和平均湍流强度影响不大;润滑油粘度对压力场分布和齿轮副端部润滑油体积分数影响较小，但高粘度润滑油能更快附着到齿轮副端部起到润滑作用;随着润滑油粘度的增加，平均湍流强度不断增大，且增大速率逐渐减小。 |
| 作者： | 潘俊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 米彩盈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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