热能动力工程

作者：张红,黄波,杨昌润,丁轶群

单位：南京航空航天大学 机电学院,,南京航空航天大学 机电学院,,南京航空航天大学 机电学院,,南京航空航天大学 机电学院,

关键词：高线速度齿轮;流场特性;风阻功率损失;负压调控;计算流体动力学（CFD）

基金：国家重点研发计划(2020YFB2008100); 国家自然科学基金(52005255); 江苏省自然科学基金(BK20200430)

风阻功率损失在高线速度齿轮总功率损失中占据重要地位，不仅严重影响齿轮系统的传动效率，还会造成巨大的能源消耗。本文提出一种负压调控方法来减小齿轮风阻损失，可与已有的减阻方法串行使用，进一步降低风阻功率损失。基于流体力学相关知识，建立了负压下高线速度齿轮流场特性仿真分析模型，研究了负压环境下齿轮箱体内的流场分布和风阻功率损失情况，获得了负压环境和线速度参数变化对风阻功率损失的影响规律。搭建了线速度达110m/s的高线速度齿轮风阻损失试验台，开展了风阻功率损失试验。结果表明齿面附近高速流动的空气会产生很大的压差力矩，是产生风阻损失的主要原因。风阻功率损失会随着齿轮箱压强的增加而线性增大，随着齿轮线速度的增加而呈现幂指数增大。仿真计算数据在130m/s以下线速度时与经验公式值吻合良好，同时与试验数据的误差不超过10%，验证了负压调控方法的有效性。

来源：2025年第1期

《热能动力工程》期刊编辑部

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