齒輪箱浸油潤滑流場及溫度場仿真分析

鮑和云，范永，朱如鵬，陸鳳霞，靳廣虎

(南京航空航天大學直升機傳動技術重點實驗室，江蘇南京，210016)

閉式齒輪箱齒輪的潤滑方式主要有浸油潤滑和噴油潤滑2 種[1]。浸油潤滑屬于兩相流模型，兼具非穩態特性，因而很難通過理論或實驗來分析滑油的流動過程。隨著計算流體力學(CFD)的可靠性和計算機硬件性能的日益提高，國內外研究者對浸油潤滑進行了大量的數值仿真工作，并取得了一定的研究成果。HOUZEAUX 等[2]對齒輪泵進行了仿真，并且關注局部網格；而LEMFELD 等[3]采用兩相流模型捕捉了齒輪箱內的流體瞬態變化情況，并使用一定的壁面粗糙度模擬齒形的存在，使齒輪能夠甩油，但該研究將齒輪簡化為圓盤，與實際存在偏差。H?HN等[4]通過搭建1對嚙合齒輪實驗臺，對浸油深度對負載齒輪的溫升影響進行了研究，發現降低齒輪箱的浸油深度后，齒輪溫度有所上升；同時高負載以及高轉速都會引起齒輪溫度的升高，更加容易產生傳動失效；然而增大浸油深度后會帶來更多的功率損失。LI等[5]建立了齒輪箱二維仿真模型，研究了不同轉速、浸油深度和潤滑油黏度對潤滑油分布的影響，并與試驗結果進行分析對比。劉中令等[6]基于Fluent 平臺，應用動網格技術對齒輪箱油浴潤滑的內部流場進行了動態數值模擬，獲得了在不同速度運行工況下齒輪箱內部流場的相態、壓力、速度分布圖。劉杰等[7]采用Fluent 軟件計算了不同浸油深度在不同轉速下的有效潤滑油量，并確定影響齒輪箱有效潤滑油量的因素。……