(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210973185.9 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 王延忠　鲁博佶　张亚萍　刘鹏　 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 17/13(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种分析喷射参数对航空人字齿轮弹流润 滑特性影响的方法 (57)摘要 本发明提供了一种分析喷射参数对航空人 字齿轮弹流润滑特性影 响的方法， 其方法步骤如 下： (1)基于人字齿轮的几何特征和传动工况， 建 立人字齿轮的弹流润滑数值计算模型； (2)考虑 油气率对润滑油性质的影 响， 引入油气二相流流 变模型； (3)考虑喷射参数对润齿轮的润滑效果 的影响， 通过建立一系列不同的喷射参数模型， 进行有限元计算和弹流润滑计算， 完成基于二相 流理论的人字齿轮热弹流润滑分析； (4)分析喷 射参数对油气率和油膜弹流润滑特性的影响规 律。 本发明通过建立人字齿轮的弹流润滑数值计 算模型， 考虑油气率对润滑油流变特性的影响， 对上述弹流润滑模型进行改进， 从而形成最终的 人字齿轮热弹流润滑数值计算模型。 在此基础 上， 分析了喷射参数对油气率和油膜弹流润滑特 性的影响规律。 为人字齿轮的润滑特性分析提供 可行方法， 为喷油系统的优化设计提供理论参考。 权利要求书1页 说明书7页 附图5页 CN 115329634 A 2022.11.11 CN 115329634 A 1.一种分析喷射参数对航空人字齿轮弹流润滑特性影响的方法， 其特征在于步骤如 下： (1)基于人字齿轮的几何特 征和传动工况， 建立人字齿轮的弹流润滑数值计算模型； (2)考虑油气率对润滑油性质的影响， 引入油气二相流 流变模型； (3)考虑喷射参数对润齿轮的润滑效果的影响， 通过建立一系列不同的喷射参数模型， 进行有限元计算和弹流润滑计算， 完成基于二相流理论的人字齿轮热弹流润滑分析； (4)分析喷射 参数对油气率和油膜弹流润滑特性的影响规 律。 2.根据权利要求1所述的一种分析喷射参数对航空人字齿轮弹流润滑特性影响的方 法， 其特征在于： 所述 步骤(3)中弹流润滑计算： 为了研究不同的喷射参数对弹流润滑的影响， 以各接触区域的油气率为中间变量， 通 过联立油 气二相流变模型与 弹流数值计算控制方程， 利用FROTRAN对弹流润滑数值计算程 序进行求 解， 然后在Matlab上进行 数据图形的显示和处 理。 3.根据权利要求1所述的一种分析喷射参数对航空人字齿轮弹流润滑特性影响的方 法， 其特征在于： 所述 步骤(4)中分析喷射 参数对油气率的影响规 律： 在不同喷射参数的条件下， 利用CFX软件对不同啮合瞬时的人字齿轮有限元模型进行 求解计算。 为了比较 喷射参数对啮合过程中油气率的影响规律， 通过后处理获取了不同瞬 时啮合区域的油气率， 并对油气率数据进行了可视化处 理。 4.根据权利要求1所述的一种分析喷射参数对航空人字齿轮弹流润滑特性影响的方 法， 其特征在于： 所述 步骤(4)中分析喷射 参数对油膜弹流润滑特性的影响规 律： 为了比较不同喷射参数下各接触位置处 的油膜压力分布的变化规律， 提取不同喷射参 数下各接触位置处的最小油膜厚度、 最大油膜压力以及油膜温升， 绘制啮合过程中的变化 曲线。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115329634 A 2一种分析喷射参数对航空人字齿轮 弹流润滑特性影响的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种分析喷射参数对航空人字齿轮弹流润滑特性影响的方法， 适用于 分析人字齿轮的润滑特性以及优化设计喷油系统。 背景技术： [0002]喷油润滑是航空人字齿轮最常用的润滑方式之一， 在高速重载的航空工况下， 人 字齿轮齿面接触区域形成弹流润滑油膜， 油膜润滑特性是影响齿轮传动性能和使用寿命的 主要因素。 当人字齿轮在高速工况下服役时， 由于旋转速度较高、 供油压力变化及工况环 境 空气的影响， 齿面附近的空气受到气流的强烈振动冲击而混入润滑油中。 同时由于齿面温 度较高， 部 分润滑油会在 齿面汽化为油雾， 这两种情况都会导致润滑油中出现微小气泡， 形 成油气二相流。 气泡的混入会 改变润滑油的固有特性， 从而影响齿轮传动过程中的润滑性 能。 [0003]关于齿轮弹流润滑的研究， 绝大部分都没有考虑实际喷油润滑工况下， 润滑油在 运动过程中混入空气所带来的影响。 因此， 本发明考虑了油气率对润滑油性质的影响， 将传 统的弹流润滑计算手段与二相流理论相结合， 提出了一种分析喷射参数对航空人字齿轮弹 流润滑特性影响的方法。 发明内容 [0004]本发明的技术解决问题： 针对高速重载航空人字齿轮的复杂喷油润滑工况下， 如 何分析润滑油在运动过程中混入空气所带来的影响的问题， 提出了一种分析喷射参数对航 空人字齿轮弹流润滑特性影响的方法。 该方法通过建立人字齿轮的弹流润滑数值计算模 型， 考虑油气率对润滑油流变特性的影响， 对上述弹流润滑模 型进行改进， 从而 形成最终的 人字齿轮热弹流润滑数值计算模型。 在此基础上， 分析了喷射参数对油气率和油 膜弹流润 滑特性的影响规律。 为人字齿轮的润滑特性分析提供可行方法， 为喷油系统的优化设计提 供理论参考。 [0005]本发明的技术方案是： 一种分析喷射参数对航空人字齿轮弹流润滑特性影响的方 法， 其方法步骤如下： [0006](1)基于人字齿轮 的几何特征和传动工况， 建立人字齿轮 的弹流润滑数值计算模 型； [0007](2)考虑油气率对润滑油性质的影响， 引入油气二相流 流变模型； [0008](3)考虑喷射参数对润齿轮 的润滑效果的影响， 通过建立一系列不 同的喷射参数 模型， 进行有限元计算和弹流润滑计算， 完成基于二相流理论的人字齿轮热弹流润滑分析； [0009](4)分析喷射 参数对油气率和油膜弹流润滑特性的影响规 律。 [0010]所述步骤(1)中的弹流润滑数值计算模型。 热弹流润滑控制方程 为： [0011]Reynolds方程说　明　书 1/7 页 3 CN 115329634 A 3