题目：基于无油润滑的螺旋锥齿轮温度场仿真分析

齿轮胶合已成为弧齿锥齿轮传动向高速、重载和高可靠性方向发展的一个重要制约因素。本文以直升机用弧齿锥齿轮为研究对象，基于齿轮啮合原理、摩擦学、传热学、机械传动理论，以有限元分析方法和理论分析计算相结合为手段，建立了轮齿三维有限元分析模型，系统地分析了无油润滑条件下轮齿温度场大小以及分布情况。本文首先推导了齿轮瞬态温度场的导热偏微分方程，创建基于实际切齿过程的大小轮齿面方程。建立了无油润滑条件下螺旋锥齿轮大小端面、轮齿啮合面以及其他轮齿表面的对流换热系数的计算方法，为有限元法精确求解轮齿的温度分布提供了数量化的边界条件，同时也为评价高速运转的螺旋锥齿轮热传导行为提供了方便的工具。接着基于轮齿加载接触分析以及干摩擦模型，系统分析了齿轮啮合过程中大、小轮的相对滑动速度，建立了无油润滑条件下齿面摩擦系数以及啮合过程中摩擦热流量的计算方法。建立了适合无油润滑的弧齿锥齿轮热分析有限元模型，同时讨论了不同运转条件下轮齿瞬态温度场的变化，最后根据瞬态温度场分析结果以及Blok的瞬时温度的胶合计算准则分析了无油润滑时间，并对轮齿胶合承载能力的影响因素进行了分析。