凸轮-平底挺杆副时变热弹流润滑分析及优化

"平底挺杆凸轮机构时变热弹流润滑问题分析，吴威，王静，本文采用了MATLAB优化软件对凸轮型线进行了优化设计，之后采数值方法对凸轮-平底挺杆副之间的时变热弹流润滑问题进行了分析。" 在机械工程领域，凸轮机构是一种常见的动力传递装置，特别是在内燃机和各种机械设备中，其工作性能直接影响着整个系统的效率和寿命。平底挺杆凸轮机构是其中的一种特殊形式，它由凸轮和带有平底的挺杆组成，用于实现往复运动的转换。该机构在工作过程中，凸轮与平底挺杆之间的接触会产生复杂的润滑问题，这是由于两者高速相对运动时，摩擦、热量和流体动力效应共同作用的结果。 本文的研究重点在于分析平底挺杆凸轮机构中的时变热弹流润滑问题。首先，利用MATLAB优化软件对凸轮的型线进行了优化设计，这是为了改善凸轮与平底挺杆接触区域的几何特性，以期提高润滑效果和降低磨损。型线优化是通过数学模型和算法来实现的，目的是使凸轮轮廓更适应于润滑需求，减少接触压力和热量生成。 接着，采用数值方法对凸轮-平底挺杆副之间的润滑状况进行分析。在时变热弹流润滑问题中，要考虑润滑油的粘度随温度变化以及流体动力学效应对油膜厚度的影响。作者对比了热解（考虑温度变化）与等温解（假设温度恒定）两种情况下的结果，发现等温解在不同运动阶段对油膜厚度的预测存在误差。在正向运动期间，等温解可能过度估计油膜厚度，而在反向运动期间，则可能低估油膜厚度，甚至预测的位置与实际情况有偏差。这表明在考虑温度影响时，热解能提供更准确的润滑状态描述。 此外，文章还探讨了凸轮转速对油膜变化的影响。转速的变化会直接影响到接触部位的压力分布和润滑油的流动状态，从而影响润滑性能。通过数值模拟，可以深入理解转速如何改变润滑条件，这对于优化机构设计和提高工作效率具有重要意义。 关键词所涉及的“凸轮/挺柱副；热弹流润滑；优化设计”揭示了本文的核心内容。凸轮/挺柱副是研究对象，热弹流润滑是研究的焦点，而优化设计则是解决润滑问题的关键手段。通过这些研究，不仅可以提高机构的工作效率，还能延长设备寿命，减少维护成本。 该研究对平底挺杆凸轮机构的润滑问题进行了深入探讨，结合MATLAB优化工具和数值方法，提出了针对时变热效应的润滑解决方案。这对于提升相关机械设计的科学性与实用性具有显著价值。