偏心轮机构的润滑行为分析

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机械系统中常见的凸轮-挺杆副处于非稳态弹流润滑状态,在其工作的一个周期内存在着两表面的反向运动,相应的时变热弹流润滑分析存在较大难度。本文主要就该问题的时变热弹流润滑完全数值解法进行了研究。  本文研究了变问题的多重网格求解技术,然后将此技术应用到偏心轮机构问题上,对承受瞬变载荷的偏心轮机构的热弹流润滑问题给出完全数值解。  通过对偏心轮机构时变热弹流润滑问题的求解及对等温解和热解的比较,发现在偏心轮机构工作的一个周期内,尤其是在两固体表面反向运动的半个周期内,热效应的影响相当大,因此不可忽略。分析在不同的偏心距作用下,两表面反向运动对油膜压力、膜厚和油膜中最大温升的影响,并采用温度-粘度楔机理解释两表面反向运动产生的表面凹陷现象。着重阐述零卷吸速度瞬时的压力、膜厚、温度和流速分布,发现零卷吸速度作用下,即两物体反向运动,运动速度大小相等时,接近两固体表面的流体呈现为一种不流动状态,此状态为特定的温度和卷吸速度条件所致。最后讨论在偏心轮-挺杆副工作的一个周期内,在不同的偏心距作用下,中心膜厚、最小膜厚及摩擦系数的变化。  本文的研究成果为诸如内燃机等机械系统中凸轮-挺杆副的性能研究提供了分析依据,对此类机构的设计分析有一定指导意义。
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