基于热-流-固耦合的齿轮箱稳态热性能研究

作者：刘逸; 张开林^*; 邵帅; 向泓旭

来源：上海交通大学学报, 2023, 1-17.

DOI：10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.225

• 热-流-固耦合
• 箱体温度场
• 混合时间尺度
• 润滑方式
• 计算流体动力学

为准确预测轨道交通传动系统齿轮的箱温度分布，采用一种基于计算流体动力学 (Computational Fluid Dynamics，CFD)的混合时间尺度耦合法对齿轮箱进行仿真分析。对齿轮箱的内部流场与温度场同时进行数值模拟，通过数据传输实现齿轮箱流场与温度场的实时双向耦合，最后根据内部温度场计算结果，通过有限元方法得到箱体温度分布情况。另外，分析转速、浸油深度、喷油润滑等因素对齿轮箱稳态热性能的影响。研究结果表明：该数值模型在温度预测方面具有良好的性能，仿真结果与实验测量值之间的最大误差为7.4%。随着转速的增加，齿轮箱温度随之上升；而随着浸油深度的增加，除下箱体底部温度逐渐上升外，其余区域温度均下降。相同转速时，喷油润滑下的箱体最高温度对比飞溅润滑，降低幅度可达14%。且转速越高，冷却效果越明显。

• 单位
  西南交通大学