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三维混合润滑条件下船用正时斜齿轮摩擦-闪温预测

摘要：斜齿轮是船舶柴油机正时传动系统核心组件，准确控制着配气系统的进排气和供油系统的喷油量，并进一步影响整机运转的经济性、稳定性和可靠性。柴油机正时传动系统机构复杂、啮合紧凑，长期处于高扭矩及高功率密度等苛刻多变工况，并与微观粗糙界面润滑作用耦合，工作于润滑-接触并存的混合润滑环境。近年来，随着柴油机性能的不断提升，齿面间摩擦润滑状态更加恶劣，齿间局部粗糙接触及相对滑动加剧，齿面摩擦增大、温度显著升高，导致磨损和胶合故障频发。为此，本文综合考虑柴油机正时斜齿轮典型瞬态工况、等效几何变化、真实表面粗糙度以及润滑油非牛顿流体作用影响，建立了三维混合润滑条件下船用正时斜齿轮摩擦-闪温预测模型，分析了斜齿轮啮合周期内不同加工表面对齿间摩擦系数及闪温分布的影响，揭示了传动斜齿轮啮合过程磨损及胶合失效发生的机理，为船舶柴油机传动斜齿轮摩擦学优化设计及磨损胶合失效预测提供理论指导与技术保障。