表面粗糙度特征对齿轮接触区润滑特性的影响摘要：大部分工程实际粗糙表面符合非高斯分布，并对齿轮接触副润滑特性有重要影响。将渐开线齿轮啮合过程中齿面接触等效成三维无限长线接触，建立了一个可分析直齿轮和斜齿轮的三维混合弹流润滑计算模型；采用基于快速傅里叶变换的数值仿真方法生成给定参数的非高斯粗糙表面；运用该模型对直齿轮和斜齿轮啮合过程进行分析，求得不同表面粗糙度特征齿轮在各个啮合点的油膜厚度、接触区载荷以及接触区比例的情况。结果表明：对于标准差相等的非高斯粗糙表面，偏度值对齿轮润滑状况的影响与工况紧密相关，在润滑良好的条件下，偏度值越小润滑状况越优；润滑恶劣的条件下，偏度值越大润滑状况越优；而在各种工况下，峰度值对齿轮润滑状况的影响都表现出峰度值越大润滑状况越优的特点。关键词：齿轮；混合弹流；粗糙表面；偏度；峰度中图分类号：TH117.2文献标志码：AInfluenceofSurfaceRoughnessontheMixedElastohydrodynamicLubricationPerformanceofGearContactAreaAbstract:Mostengineeredroughsurfacesapproximatelyfollownon-Gaussiandistributions.Surfaceroughnesscharacteristicsplayanimportantroleingearlubricationperformance.Athree-dimensionalelastohydrodynamiclubrication(EHL)modelforinvolutegearsisdevelopedbysimplifyingthecontactbetweenmeshingtoothsurfacesofspurorhelicalgearsasaninfiniteline-contactmodel.Byusingtheproposedmodelandnon-GaussianrandomroughnesssurfacesgeneratedbynumericalmethodwithgivenparametersbasedonFFT,themeshingprocessofspurandhelicalgearsisanalyzed.Thefilmthickness,contactarearatioandcontactloadratioofcontactingpointsareobtainedaswell.Theresultsshowthatasmallskewnesswouldimprovethelubricationstateundergoodlubricationconditions;instead,whileforabadlubricationcondition,thelubricationstatusmaygetevenworsewhentheskewnessdecreases.However,agreaterkurtosisalwaysbringabetterlubricationstate.Keywords:gear;elastohydrodynamiclubrication(EHL);roughnesssurface;skewness;kurtosis---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---高精度、高可靠、大转矩、长寿命日渐成为现代齿轮传动装置的发展趋势。渐开线齿轮传动为应用最为广泛的机械传动方式，其可靠性和寿命与齿面润滑情况密切相关。因此深入研究齿轮在啮合过程中的润滑特性，可为降低齿轮摩擦磨损、提高齿轮传动的综合性能提供关键理论指导。早期用于渐开线齿轮啮合过程中弹流性流体动力润滑（EHL）的数值计算模型大多假设两接触齿面为光滑表面[1-4]。王优强[5]等采用正弦模拟的粗糙表面，得到渐开线直齿瞬态微观热弹流润滑完全数值解，然而其模型化的近似处理表面并非真实齿轮齿面，不能完全反应实际润滑工况。Ren等[6]采用快速傅里叶变换（FastFouriertransform,FFT）算法针对工程线接触机械零件建立了三维线接触润滑分析模型，考虑了真实粗糙表面对接触润滑的影响，但没有对粗糙峰分布特征影响作进一步研究。工程实际中，机加工齿面属粗糙表面，齿面粗糙度通常与齿面润滑膜厚处于同一量级，齿轮处于混合润滑状态，表面粗糙度对润滑油膜影响显著。不同加工方式产生的零件表面特征各异，目前已经建立的粗糙面接触模型大多假定粗糙峰符合高斯分布[7,8]。事实上，绝大多数常见的机械加工表面粗糙峰分布都具有一定偏度和峰度，近似服从于非高斯分布。例如，电解、车削和刨削产生正向倾斜的粗糙表面，而磨削、珩磨和铣削将产生高峰度负偏度的粗糙表面[9]。因此，将齿轮粗糙齿面设定为高斯分布与工程实践存在一定偏差，有必要研究非高斯粗糙表面对齿轮接触润滑特性的影响。非高斯粗糙峰分布通常由标准差、偏度和峰度等参数进行控制。本文采用基于FFT的数值仿真方法生成给定标准差、偏度和峰度的非高斯粗糙表面，综合考虑齿轮接触几何、卷吸速度、载荷变化等因素，建立粗糙表面齿轮传动混合润滑模型，并在此基础上探讨粗糙表面特征对直齿轮和斜齿轮接触区润滑...