通过合理简化核电循环泵齿轮箱的三维模型,采用运动粒子半隐式方法对核电齿轮箱强制喷油润滑流场进行仿真模拟,精确、快速地获取齿轮箱内部复杂流场运动状态,研究了喷油角度、供油压力等喷射参数对箱体内油液流动特性的影响;分析了内、外啮合区域附近油液粒子的参数变化以及油液分布对行星齿轮润滑行为的影响机制。结果表明,高速粒子主要集中于外啮合区域,低速粒子主要分布在齿圈表面以及内啮合区域;喷射参数对内、外啮合区粒子流动性的影响不同,强制润滑的优化设计需协同考虑不同区域的润滑特性。

针对复杂齿轮箱喷射润滑的数值模拟与润滑效果改善进行了研究。首先搭建了单级齿轮高速传动喷射润滑实验台、进行了相关实验，实验结果验证了齿轮传动喷射润滑数值模拟建模方法的正确性。然后建立了复杂齿轮箱喷射润滑数值模型、进行了仿真分析，结果显示：喷射距离过长、端面角度和喷嘴布置在啮出侧均不利于润滑。基于单相流计算方法对喷嘴的喷射角度进行了寻优，结果表明：在两啮合齿轮中心平面内，存在一条空气运动最薄弱的迹线；当喷嘴轴线在该迹线方向上时，齿轮润滑效果最好。