近日，我校教師徐一心在精密蝸桿傳動的熱彈性流體動壓潤滑理論研究取得新進展，其最新研究成果《Thermal elastohydrodynamic lubrication analysis of the roller enveloping hourglass worm drives considering the roller self-rotation behavior》正式發(fā)表在國際摩擦學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《Tribology International》，揭示了考慮滾子自轉(zhuǎn)行為影響下的精密滾子包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動熱彈流潤滑特性。 

▲Tribology International期刊的論文首頁

熱彈流潤滑行為是決定蝸桿與蝸輪之間傳動效率、摩擦磨損的重要因素。受蝸輪滾子自轉(zhuǎn)特性影響，滾子包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的熱彈流潤滑行與傳統(tǒng)蝸桿傳動有著較大差異，現(xiàn)有理論模型難以準確分析滾子包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動的熱彈流潤滑行為。為此，文章作者提出了一種考慮滾子自轉(zhuǎn)特性影響下的滾子包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動熱彈流潤滑數(shù)值分析模型，從而準確分析了滾子包絡(luò)蝸桿傳動的熱彈流潤滑機理，并探究了運行工況和設(shè)計參數(shù)對其熱彈流潤滑行為的影響規(guī)律。該研究為分析精密蝸桿傳動的熱彈流潤滑機理提供了一種重要的理論方法。

結(jié)論如下：

    （1）建立了考慮滾子自轉(zhuǎn)行為的滾子包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動熱彈流潤滑模型，通過與經(jīng)典線接觸彈流潤滑模型對比，驗證了模型的有效性。

    （2）在蝸輪滾子的嚙合過程中，油膜厚度的變化規(guī)律呈現(xiàn)先減小后增大的狀態(tài)，而油膜壓力和溫升的變化規(guī)律相反。此外，齒頂和齒根處的溫升大于中間位置處。

    （3）隨滾子半徑、蝸輪蝸桿中心距的增大，可顯著改善蝸桿和滾子接觸區(qū)域曲率半徑、卷吸速度、滑滾比，從而效降低油膜壓力、溫升，并提高油膜厚度。

    （4）在高速、高負載工況時，蝸輪滾子的自轉(zhuǎn)行為能帶來優(yōu)越的潤滑特性，顯著降蝸桿傳動熱變形及磨損行。

▲滾子包絡(luò)蝸桿傳動在不同嚙合位置的熱彈流潤滑分析結(jié)果

Tribology International是專注于摩擦學(xué)領(lǐng)域的國際學(xué)術(shù)期刊，享有較高的聲譽，?被認為是摩擦學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的頂級刊物，于1974年創(chuàng)刊，出版商為Elsevier，并被中科院分區(qū)工程技術(shù)大類評定為一區(qū)TOP期刊，最新影響因子IF=6.1。

文章第一作者為我校自動化工程系教師徐一心，其在讀博士研究生導(dǎo)師成都理工大學(xué)鄧星橋教授為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點項目（U23A20619）、國家自然科學(xué)基金（52175039）、樂山市科技局重點研究計劃項目（23GZD019）和成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院院基金（C122022012）的共同資助。

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https://doi.org/10.1016/j.triboint.2024.110142