齿轮作为常用的传动零件,广泛应用于各种机械设备中,保证其良好的润滑有利于提高齿轮传动性能、增加使用寿命,但齿轮长期在乏油工况下传动,会导致齿面发生点蚀、胶合等失效,使传动效率降低、传动性能下降。因此,对乏油工况下齿轮传动的热弹流润滑问题进行研究具有重要意义和价值。本文针对渐开线斜齿圆柱齿轮,在有限长线接触乏油润滑模型的基础上,建立斜齿轮乏油润滑模型,考虑非牛顿效应与热效应对斜齿轮润滑特性的影响,研究其润滑特性,了解乏油工况下斜齿轮啮合的润滑特性。论文主要有以下内容:(1)乏油工况下的有限长线接触热弹流润滑基础。考虑有限长线接触副在润滑过程中供油量不足的情况,建立有限长线接触乏油润滑模型,研究供油膜厚、滑滚比、转速等变化对润滑油压力、膜厚等对润滑特性的影响,作为后续研究斜齿轮乏油润滑的基础。(2)等温条件下斜齿轮乏油润滑特性研究。根据斜齿轮啮合特点和几何、运动学分析,建立等温条件下的斜齿轮乏油润滑模型;讨论乏油工况下斜齿轮轮齿在啮合过程中的不同啮合位置处润滑油油膜压力与膜厚分布情况;研究供油膜厚、转速、润滑油环境粘度以及Ree-Eyring流体特征剪切力变化对乏油工况下斜齿轮润滑特性的影响。结果表明:供油量对压力和膜厚分布影响显著,乏油润滑会导致斜齿轮的润滑效果恶化。(3)乏油工况下斜齿轮热弹流润滑特性研究。考虑斜齿轮在啮合过程中热效应对润滑的影响,得到乏油工况下斜齿轮热弹流润滑数值解。研究供油膜厚、转速、润滑油环境粘度以及Ree-Eyring流体的特征剪切力变化对斜齿轮啮合过程中油膜压力、膜厚和温度场分布等的影响,并讨论摩擦系数、等效粘度等的变化规律。结果表明:热效应会导致润滑油膜厚和粘度降低,使润滑性能下降。(4)考虑齿轮表面粗糙度的因素,研究粗糙度类型、幅值、波长对斜齿轮啮合过程中润滑结果的影响;建立乏油工况下斜齿轮接触疲劳寿命预测模型,讨论乏油状态以及粗糙度表面对齿轮接触疲劳寿命、次表面应力场分布的影响;进行齿轮磨损实验,观察其磨损情况,并与理论计算值进行定性的对比分析,验证了数值计算结果的正确性,并为齿轮疲劳寿命预测的研究提供了理论依据。研究发现,在粗糙峰值处油膜温升明显,乏油和粗糙度均会导致齿轮的疲劳寿命降低。