SPH 和 DFBI 运动学运动:行星变速箱润滑

润滑对齿轮系统的性能、效率和寿命起着至关重要的作用。变速箱中的润滑油行为是高度动态的,并受齿轮几何形状、旋转速度、机油粘度和外壳设计等因素的影响。准确预测机油分布和流动模式对于确保所有关键表面获得充分润滑至关重要,尤其是在瞬态或高负载条件下。

在本教程中,将对行星齿轮系统的润滑进行建模,该系统由三个主要组件组成:
  • 太阳齿轮 — 中央齿轮。
  • 行星齿轮 - 绕太阳轮旋转的多个齿轮。
  • 环形齿轮 - 带有内齿的外齿轮,其内齿与行星齿轮啮合。
这些齿轮安装在行星架上,使绕太阳轮运行的行星齿轮保持其位置。

在模拟中,使用平滑颗粒流体动力学 (SPH) 模型对变速箱中的油流建模。此模型提供了一种基于颗粒的无网格方法,非常适合对油液飞溅和翻腾等复杂流体建模。

要对变速箱中每个组件的运动建模,可使用 DFBI 无网格运动定义纯运动学运动。中间的太阳轮以 2000 rpm 的固定速率旋转。Simcenter STAR-CCM+ 将根据其他齿轮组件与太阳轮的运动学关系来计算这些齿轮组件的运动。

该油建模为不可压缩液体,密度为 845.1 kg/m^3,动力粘度为 0.074 Pas。油和空气之间的表面张力系数为 0.025 N/m。使用自适应时间步进运行模拟,自适应时间步进将根据指定的物理准则动态调整时间步长。