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船用传动装置推力锥润滑性能及试验研究
| 论文题名： | 船用传动装置推力锥润滑性能及试验研究 |
| 关键词： | 船用传动装置;推力锥;润滑性能;运行试验 |
| 摘要： | 在船用齿轮传动装置中，常采用大螺旋角的斜齿轮来获得较高的传动性能和稳定的运行状态，但如果螺旋角过大，斜齿轮会产生过大的轴向力进而形成倾侧力矩，可以采用人字齿轮来平衡轴向力，但同时会带来加工量增大、空间增加、接触不均匀的弊端，针对此弊端提出斜齿轮配合推力锥的结构，从而获得减小轴向力、减少振动、缩小空间、优化布局等优势。基于此，本文运用弹性流体动力润滑理论，研究了推力锥的润滑性能，对比分析了Dowson-Higginson传统数值解和适应于推力锥的数值解，并进行了特定工况下推力锥的运行试验。 本文根据推力锥结构的几何原理和运动学理论，推导出了弹性条件下推力锥的油膜厚度和速度表达式，结合动压润滑理论，得到了推力锥的最小油膜厚度和油膜压力等润滑性能。首先根据推力锥的实际工作条件及假设条件，分析出应用于推力锥的Reynolds方程和能量方程；然后将弹性位移加入到刚性条件下的膜厚表达式，得到推力锥的准确油膜厚度表达式，最后将油膜厚度、速度、粘度等参数代入无量纲化的Reynolds方程中，运用差分离散的方法求解了Reynolds方程和能量方程，运用离散卷积快速傅里叶变换求解了表面弹性变形方程，运用Simpson数值积分求解了载荷方程，经过反复迭代使计算载荷与外载荷平衡，最终求解出最小膜厚和油膜压力等润滑性能参数，并与Dowson-Higginson数值解法做出了对比，比较出速度、载荷、锥角和锥面接触长度对推力锥的润滑性能影响的不同，载荷和锥面接触长度影响不大，锥角的影响最大，选择出了合理锥角范围。 按照推力锥的参数化润滑性能分析结果及船用推力锥使用工况条件，设计了完整的双输入单输出单斜齿推力锥试验系统。在合理锥角范围内选取特定的锥角进行了长时间高速推力锥性能试验，通过测量出齿轮箱的振动情况和轴承温度间接说明推力锥的稳定，试验后拆箱观察推力锥的表面磨损情况来说明推力锥的状态，结果表明齿轮箱的整体性能良好，锥面光滑无磨损，验证了高速工况条件下推力锥装置的安全可靠和参数设计的合理性。 |
| 作者： | 刘益平 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 常山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨船舶锅炉涡轮机研究所 |
| 学位年度： | 2021 |
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