1.適用范圍
該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了錐齒傳輸線抗膠合能力的計(jì)算準(zhǔn)則。
1)該標(biāo)準(zhǔn)適用于鋼制的直齒、斜齒和弧齒錐齒輪(包括零度齒錐齒輪)傳動(dòng)。
2)該標(biāo)準(zhǔn)適用于由齒面載荷和滑動(dòng)速度引起齒面高溫而導(dǎo)致潤(rùn)滑油膜破裂所造成的膠合損傷(熱膠合)。
2.基本公式
作為判據(jù)的齒面溫度原則上可以用任何適宜的方法來(lái)確定,然后與發(fā)生膠合時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果或統(tǒng)計(jì)結(jié)果在同等條件下確定出的齒面溫度相比較來(lái)評(píng)定設(shè)計(jì)齒輪的膠合承載能力。
本標(biāo)準(zhǔn)以齒面本體溫度與加權(quán)后的各嚙合點(diǎn)瞬時(shí)溫升的積分平均值之和作為計(jì)算齒面溫度(積分溫度)。
考慮到設(shè)計(jì)齒輪的材料及表面外理不同,本標(biāo)準(zhǔn)以修正后的試件齒面積分溫度作為極限齒面(面膠合溫度)。
1)計(jì)算準(zhǔn)則
積分溫度氏θint應(yīng)滿足:
或膠合承載能力的計(jì)算安全系數(shù)SB應(yīng)滿足:
SB≥SBmin…………………………(3-187)
上述式中:θint——積分溫度,℃;
θSint——膠合溫度℃;
SB——膠合承載能力計(jì)算安全系數(shù);
SBmin——膠合承載能力最小安全系數(shù)。
2)積分溫度θint
積分溫度θint按下式計(jì)算確定。該式建立的前提(載荷與溫度沿嚙合線的分布狀況)如圖1所示。
θint=θM+C2θflaint…………………………(3-188)
式中:C2——加權(quán)數(shù),是考慮積分平均溫升θflaint和體體溫度θM對(duì)膠合損傷的影響程度不同而引入的系數(shù),由試驗(yàn)得出。通?梢越迫椋篊2=1.5;
θM——本體溫度,℃;
θflaint——積分平均溫升,℃。
a. 本體溫度θM
本體溫度θM是指即將進(jìn)入嚙合時(shí)的齒面溫度。
本體溫度θM可用任何適宜的精確方法(如熱網(wǎng)絡(luò)法、精確測(cè)量等)來(lái)確定。用下述近似方法亦可保證必要的計(jì)算精度。
θM=(θoil+C1θflaint)XS…………………………(3-189)
式中:θoil——工作油溫,℃;
C1——加權(quán)數(shù),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果取其平均值為:C1=0.7;
θflaint——積分平均溫升,℃;
XS——潤(rùn)滑系數(shù),是考慮潤(rùn)滑方式對(duì)傳熱的影響,由試驗(yàn)得出:
油浴潤(rùn)滑時(shí):XS=1.0
噴油潤(rùn)滑時(shí):XS=1.2
b.積分平均溫升θflaint
積分平均溫升θflaint是指齒面各嚙合點(diǎn)瞬時(shí)溫升θfla沿嚙合線的積分平均值,即:
式中:ga——嚙合線長(zhǎng)度,mm。
在本方法中,積分平均溫升θflaint可按下述簡(jiǎn)化的公式計(jì)算確定:
θflaint=θflaEXε ………………………………………(3-191)
式中:θflaE——假定載荷全部作用在小輪齒頂E 點(diǎn)時(shí)該點(diǎn)的瞬時(shí)溫升,℃;
Xε——重合度系數(shù);
μm——平均摩擦系數(shù);
XM——熱閃系數(shù),K·N-0.75·S0.5·m-0.5·mm;
XBE——小輪齒頂E點(diǎn)的幾何系數(shù);
ωt——單位齒寬載荷,N/mm;
v——節(jié)圓圓周速度,m/s;
α′——名義中心距,mm;
XQ——嚙入沖擊系數(shù);
Xca——齒頂修緣系數(shù)。
3)膠合溫度θsint
膠合溫度θsint是指齒面出現(xiàn)膠合失效時(shí)的極限積分溫度。通常是根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果得出的;試驗(yàn)證明,對(duì)一種“油一材料”組合,θsint為常數(shù),不隨運(yùn)轉(zhuǎn)條件改變。
膠合溫度θsint按下式計(jì)算:
θsint=θMT+C2XWθflaintT………………………………(3-193)
式中:C2——加權(quán)數(shù),見(jiàn)公式(3-188)說(shuō)明;
Xw——材料焊合系數(shù);
θMT、θflaintT——試驗(yàn)齒輪的本體溫度和積分平均溫升,℃。
4)安全系數(shù)SB
膠合承載能力的計(jì)算安全系數(shù)SB是膠合溫度與積分溫度的比值,用以反映齒輪抗膠合能力的安全裕度,即