渐开线花键联接的脂润滑分析
渐开线花键联接的脂润滑分
析
中冶集团建筑研究总
院
北
京
山东华盛农业药械股份有限公
司
"
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孙玉
亮
孙
健
临
沂
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’
#
"
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周志
浩
渐开线花键联接因
为
其承载能力
强
、
工艺性能好
得
到了广泛应用。但是花键
接触面应
力十分复
杂
研究
比
较困难至今其主要失效机理尚未研究清楚
。
本
文结
合
#
$
%
&
’’
等人的微动摩擦试验和微动工
况
下
润滑脂的特点对渐开线
花
键脂润滑进
行了分析研
究
为
在润滑和摩擦方面渐开线花键的设计使用提供了参考
。
!
"
脂润
滑渐开线花键的工况分
析
本文的研究对象是过
盈
配合
渐开线花键联
接
。
由
于
多数渐开线花键转矩载
荷
远远大于其
压轴力载
荷
现
在
只
研究受纯转矩
的
情
况
。
在转
矩
!
作
用
的
情况
下
润
滑
脂
分布根据润滑
脂
的
多少可分为啮
合
荷
)
*
+
,
,
-
这样产生
其表面接触压力
为
++
,
#
.
/
。
进
行往复
移
动
移动距
离
,
"
,
+
0
0
。
第一种情况
在接触
区
加
入
,
"
(
0
1
的润滑油试验
得
到曲
线
*
。
第二种情况
不
加
润滑剂试验得到曲
线
+
见
图
2
。
"
试验结
论分
析
未加油滑剂的情
况
如
图
2
曲
线
+
摩擦系数
处
于
,
"
3
左右波动
经过一定阶段后摩
擦
系数比
较
稳
定
。
原因是磨屑在接触面形成牢固的氧
化
层。有润滑油的情
况
如
图
2
曲
线
*
先是摩擦系数
处
于
,
"
)
左右经过一定时
间摩擦系数突然升
高
。
有超
过
未润滑情况摩擦系数的
趋
势
。
因为在
接触区润滑油会
不
断地挤出慢慢变少直到
完全没
有润
滑
。
同时有润滑
油
的时候阻止空气进入磨屑
不能形成
氧化膜导致摩擦
系
数会比无润滑油更高
。
图
(
过盈配合渐开线花键受
纯
转矩载荷时的润滑脂分
布
区
和
存
油
区
见
图
(
。
啮合区是指
内
外花键齿相啮合
的一侧
也就是工
作
面
因为受压力
大
而存很少的润滑油。存油区
包括内花键
齿根和外花键
齿
根所包含的区域、外花键齿
顶和内花键
齿顶包含的区
域
以及啮合区另外一侧的
缝
隙
。
因为花键
联接会有微小
的
不同轴度所以在转动过程
中内外花键
会有径向相对
运
动。润滑脂一方面被挤压
到花键轴
轴向两
侧
排出花
键
联接以外
另一
方面存油区的润滑脂会被挤压到啮
合
区
。
#
"
$
%
&
’
(
(
等人的微动润滑的摩擦试
验
图
2
摩擦系数变化曲线
图
)
"
结合试验对过盈配合渐开线花键联接脂润滑
工
况的讨
论
(
过盈配合渐开线
花
键联接
副之间的磨损
同
#
$
4
%
&
’’
的试
验
一样是微动磨
损
即极小振幅的运动磨
损
。
虽然试验用的是润滑油
润
滑
我们这
里研究的是润滑
脂
润滑但是事实上渐开线
花键联
接高速转动的时
候
润
滑脂很
快
稀
化和润滑油黏度相
似
所以试验在这里
适
用。如
图
2
中曲
线
*
可知脂润滑过盈配合渐开线花键
联
!
试
验
简
介
两
试
样接触面分
别为
圆
柱
面和平
面
两
试
件
用
同样的材料
和同
样
的
热处
理
表
面
进
行
了
氧
化
见
图
)
。
载
图
)
试验模
型
冷加
工
!
!
!
"
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年
第
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期
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