原文传递
地铁齿轮箱轴承飞溅润滑数值仿真分析研究
| 论文题名： | 地铁齿轮箱轴承飞溅润滑数值仿真分析研究 |
| 关键词： | 地铁车辆;齿轮箱;滚子轴承;润滑性能;温度分布 |
| 摘要： | 齿轮箱是地铁车辆传动系统的核心部件，在实际运行过程中，存在低速时齿轮搅油不充分导致轴承润滑不足，高速时轴承转速过快而引起温升过高的问题。因此，地铁减速器工作过程中箱体内部轴承的润滑和温升状况是必须研究的问题。本文构建了地铁齿轮箱的三维模型，阐述了地铁齿轮箱润滑系统的工作原理；为了研究齿轮箱工作过程中润滑参数对润滑性能的影响机理，基于计算流体动力学理论，采用数值仿真的方法分析研究了齿轮箱在不同工况条件下的润滑性能和温升状况，主要研究内容如下： 为分析齿轮箱工作时内部的润滑条件，合理布置箱体内的集油槽，建立了齿轮箱润滑流场的二维仿真模型。采用VOF模型捕捉箱体内油气两相流动的分界面，结合动网格技术，求解不同工况条件下箱体内润滑流场的分布情况。结果表明：浸油齿轮的转速对初始时刻润滑油的分布有较大的影响，随着转速的增加，润滑油搅动作用更明显，内部流场更快进入稳定状态，转速对稳态时润滑流场的分布影响不大；箱体内有涡旋现象产生，涡旋对润滑油的分布和速度有一定的影响。 以某地铁齿轮箱输出轴圆锥滚子轴承润滑系统为研究对象，建立了滚子轴承润滑和温升状况的数值仿真模型，研究了不同工作条件下地铁减速器输出端轴承的油膜体积分数和温升状况。采用Fluent软件，并结合VOF方法和多参考系模型（MRF）分析了轴承腔内润滑油和空气的两相流动，研究了转速、入口处油气速度以及润滑油体积分数对滚子轴承润滑和温升状况的影响。仿真结果表明：在低转速阶段（30r/min），润滑油集中在轴承的上半部，距离入口较远处润滑油分布极少，长期处于此工况下，轴承可能会产生润滑不良的情况；轴承内部温度分布不均匀，温升随着轴承转速的增大而增大，在车辆高速运转时，最大温升达36.9℃。 论文仿真分析的结果为解决实际中齿轮传动润滑流场分析提供参考，同时对齿轮箱结构设计、润滑系统的优化提供帮助。 |
| 作者： | 张忍 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 郭小锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中原工学院 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
