專利名稱：一種改善簡單滑動下線接觸流體潤滑的方法
技術領域：
本發明涉及簡單滑動下線接觸流體潤滑的技術領域。
背景技術：
簡單滑動下線接觸流體潤滑指滑滾比為2的線接觸流體潤滑，它在行星輪系傳動中廣泛存在。滑滾比為2的線接觸流體潤滑屬極大滑滾比線接觸流體潤滑，目前工程實踐中它通常有如下嚴重問題(I)難以形成潤滑油膜，接觸區承載能力下降；(2)摩擦系數較大，摩擦能耗較大，接觸區發熱較嚴重；(3)接觸區容易膠合，接觸區磨損較嚴重。潤滑問題是重載大功率行星輪系傳動中的關鍵技術難題和技術瓶頸，它制約著行星輪系傳動品質的進一步提高。因此解決行星輪系傳動中的潤滑問題具有極其重要的工程實際意義。
目前，解決這種條件下潤滑問題的技術手段有[I]:(1)提高齒面硬度；(2)精磨 齒面，提高齒面光潔度；(3)增加潤滑油粘度；(4)加抗膠合添加劑；(5)采用短齒制齒輪傳動。雖然這些技術手段能減輕所提線接觸流體潤滑中的問題，如使形成的潤滑油膜更厚些、使接觸區摩擦系數降低些、使接觸區摩擦能耗下降和摩擦發熱減輕些、使齒面磨損減輕進而緩解齒面膠合，但是它們都沒有從根本上解決所提線接觸流體潤滑中的問題，因此不可能克服簡單滑動條件下線接觸流體潤滑的技術瓶頸進而大幅度提高行星輪系傳動的潤滑品質。簡單滑動下線接觸流體潤滑面臨的技術難題是[1]、[2] :(1)潤滑油膜剪切率高、剪應力大；(2)接觸區摩擦系數較大；(3)接觸區摩擦能耗較大、摩擦溫升較高；(4)高溫下潤滑油粘度下降，接觸區承載能力顯著降低；(5)接觸區高溫使潤滑油-接觸表面界面剪切強度降低，導致潤滑油膜在接觸表面滑移，而使接觸區潤滑油膜承載能力大大下降；(6)接觸區潤滑油膜承載能力的大幅下降使兩接觸表面更易發生直接接觸而使接觸區摩擦系數進一步增大、摩擦溫升進一步升高、潤滑油膜更薄、潤滑油膜界面滑移更嚴重。這就形成了一個惡性循環，最終導致接觸區潤滑油膜失效、接觸區溫度急劇升高，導致接觸表面高溫下膠合失效和接觸表面嚴重磨損。從根本上解決以上提到的簡單滑動下線接觸流體潤滑中關鍵問題的思路是(I)大幅降低接觸區摩擦系數和降低接觸區溫升；(2)防止潤滑油膜界面滑移使接觸區潤滑油膜承載能力下降；(3)提高接觸區潤滑油膜形成能力，提高接觸區潤滑油膜承載能力。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是簡單滑動下線接觸流體潤滑中關鍵問題，本發明提出一種運用低的界面剪切強度和界面滑移技術改善簡單滑動下線接觸流體潤滑的方法。運用本發明提出的方法不僅可大幅降低接觸區摩擦系數，還可大大地提高接觸區潤滑油膜承載能力，極有效地防止接觸表面膠合失效發生和接觸表面過度磨損。有一圓周線速度為七的固體即接觸體一接觸表面與一靜止(as=0)的固體即接觸體二接觸表面形成簡單滑動線接觸，滑滾比為S = S(He -Bi)Z(HeIa6)=2。接觸體一整個表面涂覆涂層以得到界面I，即潤滑油與接觸體一入口區表面上涂層形成的粘著界面，從而防止潤滑油膜在接觸體一入口區涂層外表面上發生滑移；潤滑油與接觸體一赫茲接觸區表面上涂層形成滑移界面即界面II，使潤滑油膜在接觸體一赫茲接觸區涂層外表面上發生滑移。在接觸體二入口區表面上涂覆以憎油涂層以形成界面III，即潤滑油與接觸體二入口區表面上憎油涂層形成的滑移界面，從而使潤滑油膜在接觸體二入口區涂層外表面上產生滑移，所涂憎油涂層為氟碳涂層、帕杰氟硅涂層或聚四氟乙烯涂層。在接觸體二赫茲接觸區表面上涂覆以親油涂層以形成界面IV，即潤滑油與接觸體二赫茲接觸區表面上親油涂層形成的粘著界面，防止潤滑油膜在接觸體二赫茲接觸區涂層外表面上發生滑移，所涂親油涂層
為二氧化鈦涂層或硅酸鋁涂層。在兩接觸體的接觸表面間充滿潤滑油。滑動速度· 不能過
大，要求無量綱滑動速度=,此處I是大氣壓下潤滑油粘度。這樣就 得到本發明設計的線接觸流體潤滑。與同等條件下傳統線接觸流體潤滑相比，較低滑動速度下本發明設計的線接觸流體潤滑具有摩擦系數低而承載能力卻增大很多的優點。當界面III處界面剪切強度接近于零時，本發明設計的線接觸流體潤滑無量
綱中心膜厚
權利要求
1.一種改善簡單滑動下線接觸流體潤滑的方法，其特征在于，圓周線速度為 的接觸體一的接觸表面與靜止的接觸體二的接觸表面形成簡單滑動線接觸，滑滾比為
2.根據權利要求I所述的一種改善簡單滑動下線接觸流體潤滑的方法，其特征在于，所述憎油涂層為氟碳涂層、帕杰氟硅涂層或聚四氟乙烯涂層。
3.根據權利要求I所述的一種改善簡單滑動下線接觸流體潤滑的方法，其特征在于，所述親油涂層為二氧化鈦涂層或硅酸鋁涂層。
全文摘要
本發明公開了一種改善簡單滑動下線接觸流體潤滑的方法，涉及簡單滑動下線接觸流體潤滑，在潤滑入口區運動的接觸表面上設計潤滑油與接觸表面粘著界面，使潤滑油膜在該接觸表面上不發生滑移；在赫茲接觸區運動的接觸表面上設計潤滑油與接觸表面滑移界面，使潤滑油膜在該接觸表面上發生滑移。在潤滑入口區靜止接觸表面上設計潤滑油與接觸表面滑移界面，使潤滑油膜在該界面上發生滑移；在赫茲接觸區靜止接觸表面上設計潤滑油與接觸表面粘著界面，使潤滑油膜在該界面上不發生滑移。本發明大幅降低這種線接觸流體潤滑中的摩擦能耗、摩擦溫升，大幅改善這種線接觸流體潤滑的潤滑狀態，顯著提高這種潤滑條件下傳動零件的工作性能并延長其壽命。
文檔編號F16H57/04GK102889373SQ201210335898
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者張永斌 申請人:常州大學