（正式版）T∕CSNAME 132-2025 船用柴油机正时齿轮系统摩擦动力学分析方法

T/CSNAME132—2025船用柴油机正时齿轮系统摩擦动力学分析Tribo-dynamicanalysismethodofmarinedieselenginetiminggearsystem2025-09-05发布2025-12-04实施中国造船工程学会发布I本文件按照GB/T1.1—2020《标准1船用柴油机正时齿轮系统摩擦动力学分析方法1范围本文件规定了船用柴油机正时齿轮系统摩擦动力学分析方法仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本正时齿轮系统timinggearsystem内燃机中用于精确控制进、排气门的开闭时间(配气相位)以及活塞运动的位置，确保发动机各部件(曲轴、凸轮轴)同步运行的传动机构。混合润滑状态mixedlubricationstate油膜阻尼是指流体润滑膜(如润滑油、气体润滑剂等)在相对运动的摩擦副(如轴承、齿轮、密封等)中，由于流体的黏性作用而耗散振动能量，从而抑制系统振动的现象2摩擦副（如齿轮、轴承、活塞-缸套等）在运行过程中，由于润滑失效、载荷突变或温度过高等因----1-2-1-2--′量()N∞ℎℎ0-0量2量2121度2度1度2度1212-1-2-(,,)30-1m2m()--℃℃(,,)-荷N-{}m{̇}{}-s⁻¹1(,,)m2(,,)mkg·m²kg·m²-2-()m{}m{}m/s²在节点处，载荷的差值Nℎm-通过轴系振动状态分析，判定正时齿轮系统的摩擦动力学船用柴油机多分支轴系下正时齿轮动力学与三维实测真实加工工艺表面真实粗糙分布由三维光学形貌仪获取，该形貌仪在精确测量粗糙度的b)设置时间步为=1，采用集总参数法建立柴油机正时齿轮4迫振动(见7.3),得到动载荷与转速波动(见7.4);注1:集总参数法是一种简化复杂系统动力学问题的建模方法，其核心思想是将分布参数系简化为由有限个“集总参数”构成的离散系统。注2:10-4的收敛精度是数值实验与工程实践验证的可靠标准，低于10⁻⁴后，压力变化对润滑性的影响通常可忽略。注3:Bair-Winer模型是分析高压非牛顿润滑行为的重要工具，尤其适用于弹流润滑中的剪切失效预测。在齿轮、轴承等重载机械设计中具有明确工程价值。否否进行动态接触分析(瞬态几何特征、运动学性能及载荷等)压力和载荷收敛否方向运动，建立如图2所示的正时直齿轮副弯扭耦合模型，固定刚性边界，其中轴承支撑处的接触边界5Fdy1Cy1ky1Fsy1θ1I1Rb1mθ1I1Rb1m1xcx1xcpMcpMpcMpkkpM1M1Fd12ctktFs12θmImyMgc MgkcgFd12ctktFs12θmImyMgc MgkcgkgFsx2kx2IbθbM2I2Rb2cx2m2Fdx2θ2I2Rb2cx2m2Fdx2θ2cy2kycy2ky2Fsy2耦合动力学系统的方程式见公式（1公式（8）̇ ̇2 ̇1−2̇̇2) ̇1−2̇̇2) ̇̇2) ̇̇̇2) ̇1) ̇̇) {}={} []{}=[]{} 6轮副振动微分方程见公式(14)。Mq+GqG+KqG=F(14)转角可能与理论转角不相等，实际转角与理论转角之差即为传动误差。齿轮系统动态传递误差由振动过 Newmark逐步积分主方程式见公式(18)、公式(19)。 在混合润滑区域，正时齿轮接触区被部分薄膜和粗糙峰分割。使用考虑瞬态啮合曲率在内的宏观二见公式(20)。其中表面弹性变形方程见公式(21)。 η=ηoexp{(lInno+9.67)[-1+(1+5.1×10-9 7积分润滑方程组求解得到的压力分布应与沿啮合线变化的齿轮瞬态动载荷相平衡，见公式(26)。w(t)=Jop(x,y,t)dxdy 齿轮的滑滚比S(t),见公式(27)与卷吸速度Ue,见公式(28): 极限剪切模量G。和极限剪切应力t受压力与温度的影响，见公式( Tz(Pim,T)=0.25Go 剪切应力积分得到摩擦力，见公式(34)、公式(35)。 啮合刚度的范围为10⁶N/m～108N/m,油膜刚度的范围为10⁷N/m~10⁹N/m,当两者刚度处于同一数量级(如均约10⁷N/m),耦合效应显著,需联合分析。当油膜刚度远高于或低于啮合