Hydrodynamically lubricated contact between axial rings of the pinion and the wheel of a high-speed gearbox: Contribution to numerical assessment

Abstract

In this study, the hydrodynamically lubricated contact between axial rings of high-speed gearboxes considering their steady state operating mode is studied. Perfect geometry of rings and isothermal oil condition are next simplifying assumptions. The assumption that the contact of rings is hydrodynamically lubricated is suitable as the ratio between the minimal oil film thickness, hmin, and roughness, σ, fulfils the precondition hmin/σ >> 3 for the operating mode. The general Reynolds equation for 2D situation is then convenient to use for the determination of the oil pressure field and of the oil flow rate. Results for an example with a geometry of rings and with an operating mode are presented. Important dependence between the nominal film thickness and the value of transmitted axial force is brought out here for the considered lubricated contact. An attention is also devoted to friction losses.

Tato studie se zabývá hydrodynamicky mazaným kontaktem mezi axiálními kruhy rychloběžné převodovky pro její ustálený operační režim. Zjednodušujícími předpoklady jsou dokonalá geometrie kruhů a stejnoměrná teplota oleje. Předpoklad, že kontakt je hydrodynamicky mazaný, je vhodný, protože pro uvedený operační režim je splněna podmínka hmin/σ >> 3 poměru minimální tloušťky olejového filmu (hmin) a drsnosti (σ). Pro stanovení pole tlaku oleje a toku oleje je jako vhodná užita obecná Reynoldsova rovnice pro 2D situaci. Výsledky jsou prezentovány pro vybraný případ kruhů a operačního režimu. Je uvedena důležitá závislost přenášené axiální síly na nominální tloušťce filmu. Pozornost je rovněž věnována třecím ztrátám.