Page 29 - 《摩擦学学报》2020年第6期

712 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

4
Contact pressure Contact pressure Contact pressure 1.120 0
1.008 0
ES-ES FS-ES FS-FS
2 0.896 0
0.784 0
0.672 0
x/a h 0 0.560 0
0.448 0
0.336 0
0.224 0
−2 0.112 0
0.000 0
max: 1.025 GPa max: 0.935 GPa
max: 1.120 GPa
−4
0 4 8 12 16 20 24 0 4 8 12 16 20 24 0 4 8 12 16 20 24
y/mm y/mm y/mm
(a) α=15°
4
Contact Pressure Contact pressure Contact pressure 1.120 0
1.008 0
ES-ES FS-ES FS-FS
2 0.896 0
0.784 0
0.672 0
x/a h 0 0.560 0
0.448 0
0.336 0
0.224 0
−2 0.112 0
0.000 0
max: 0.98 GPa max: 0.878 GPa max: 0.81 GPa
−4
0 4 8 12 16 20 24 0 4 8 12 16 20 24 0 4 8 12 16 20 24
y/mm y/mm y/mm
(b) α=20°
4
Contact pressure Contact pressure Contact pressure 1.120 0
1.008 0
ES-ES FS-ES FS-FS
2 0.896 0
0.784 0
0.672 0
x/a h 0 0.560 0
0.448 0
0.336 0
0.224 0
−2 0.112 0
0.000 0
max: 0.894 GPa max: 0.816 GPa max: 0.742 GPa
−4
0 4 8 12 16 20 24 0 4 8 12 16 20 24 0 4 8 12 16 20 24
y/mm y/mm y/mm
(c) α=25°

Fig. 7 Contour plots of oil film pressure distribution with different pressure angles
图 7 不同压力角下压力分布图

失去了轮齿端面外材料的支撑，端面处更容易发生弹 自由端面的影响，此时FS-FS模型则能更好地预测其
性变形，从而使得端部应力减小. 接触区中心压力值 润滑状态. 因此相比于传统半空间模型，以上两种模
则反之，是平衡相同载荷的结果. 如图8(b2)所示，FS- 型将能更为准确地预测工程应用中齿轮的润滑状态.
FS模型沿齿宽方向的最小膜厚最大，FS-ES模型次之， 为进一步量化不同压力角下自由端面对峰值压
ES-ES模型最小. 力的影响，引入参数γ 、γ ：
P1 P2
计算结果表明，在工程实际中利用传统半空间模

P max(FS−FS) − P max(ES−ES)
型预测齿轮润滑状态将会高估轮齿间的接触压力水 γ P1 = ×100% (19)
P max(ES−ES)
平，低估最小油膜厚度. 当一对啮合齿轮的齿宽相差

较大时，其中齿宽较大的齿轮相对于齿宽较小的齿轮 P max(FS−ES) − P max(ES−ES)
γ P2 = ×100% (20)
可视作半无限大体，因此可利用FS-ES模型预测该对 P max(ES−ES)
啮合齿轮的润滑状态. 而当一对等齿宽齿轮接触或者 其中：γ 、γ 定义为自由端面影响因子，分别代表相
P2
P1
两啮合齿轮齿宽相差较小时，需要同时考虑两个齿轮 比于ES-ES模型，FS-FS模型和FS-ES模型计算所得峰