8.3  润滑油膜影响系数Z_L，Z_V，Z_R

齿面间的润滑油膜影响齿面承载能力，影响齿面间润滑油膜状况的因素有：

润滑区的油粘度——其影响用润滑剂系数Z_L来考虑；

相啮面间的相对速度——其影响用速度系数Z_V来考虑；

齿面粗糙度———其影响用粗糙度系数Z_R来考虑。

影响齿面间润滑油膜状况的还有齿面载荷和齿面相对曲率半径等。

确定润滑油膜影响系数数值的理想方法是总结现场使用经验或用具有可类比的尺寸、材料、润滑剂及运行条件的齿轮箱实验。当采用与设计的齿轮完全相同的参数、材料和条件实验决定其承载能力或寿命系数时，应取润滑油膜影响系数Z_L，Z_V，Z_R的值均等于1.0。

当无合适的上述实验或以验数据可用时，可按本标准的一般方法或简化方法确定润滑油膜影响系数值。

8.3.1一般方法

对持久强度设计，Z_L，Z_V，Z_R可由公式（235），（237），（239）分别计算或由图29、图30、图31分别查取。对静强度，取Z_L=Z_V=Z_R=1.0。对于循环次数小于持久寿命条件循环次数N_c的有限寿命设计，Z_L，Z_V，Z_R值由式（235），（237），（239）得到的持久强度时的值（即N_L=N_c时）和静强度时的值（此时Z_L=Z_V=Z_R=1.0）按公式（233a）至（233c）相应计算：

上述各式中，不同材料的N₀，N_C值见表25；K_n是与N₀，N_C值有关的常数。

 K_n=1_g(N₀/N_C)…………………………………………………(234)

对结构钢；调质钢；球墨铸铁（珠光体、贝氏体）；珠光体可锻铸铁；渗碳淬火钢；感应淬火或火陷淬火的钢、球墨铸铁

K_n=-3.222(允许一定点蚀)

K_n=-2.699(不允许点蚀)

对可锻铸铁；球墨铸铁（铁素体）；渗氮处理的渗氮钢、调质钢、渗碳钢；氮碳共渗的调质钢、渗碳钢。

K_n=-1.301

8.3.1.1  润滑剂系数Z_L

式中：C_ZL——系数。在850N/mm²≤σ_Hlim≤在1200N/mm²范围内，C_ZL可由式（236）算得。当σ_Hlim＜850 N/mm²时取C_ZL =0.83；当σ_Hlim≥1200 N/mm²时取C_ZL =0.91。

V₅₀——在50℃时润滑油的名义运动粘度，mm²/s(cSt);

V₄₀——在40℃时润滑油的名义运动粘度，mm²/s(cSt)。

式（235），（236）及图29适用于矿物油（加或不加添加剂）。应用某些具有较小摩擦系数的合成油时，对于渗碳钢齿轮Z_L应乘以系数1.1，对于调质钢齿轮应乘以系数1.4。

Z_L对静强度几乎没有影响，因此静强度计算时可取Z_L=1.0。

8.3.1.2 速度系数Z_V

速度系数Z_V按式（237）计算或按图30查取。

式中：C_ZV——系数。在850N/mm²≤σ_Hlim≤在1200N/mm²范围内，C_ZV可由式（238）算得。当σ_Hlim＜850 N/mm²时以850 N/mm²计；当σ_Hlim≥1200 N/mm²时以1200 N/mm²计。

      

V——节点线速度，m/s。

Z_V对静强度几乎没有影响，因此静强度计算时可取=1.0。

8.3.1.3 粗糙度系数Z_R

当所计算的齿轮要求持久寿命时（N_L＞2×10⁶～5×10⁷，视材料而异，见8.2,Z_R可由式（239）计算得出，或由图31查得。

  

式中：C_ZR——系数。在σ_Hlim＜850N/mm²时，C_ZF =0.15,当σ_Hlim＞在1200N/mm²时，当C_ZF=0.08。在850 N/mm²≤σ_Hlim≤1200 N/mm²范围内，C_ZR可由式（240）算得。

C_ZR =0.32-0.0002σ_Hlim…………………………………………………(240)

R_Z10——相对（峰-谷）平均粗糙度。

R_Z1,R_Z2——小齿轮及大齿轮的齿面微观不平度10点高度^5）（^5）若粗糙度以R_a值（R_a=CLA值，=AA值）给出，则可近似取R_z≈6R_a。），μm。如经事先跑合，则R_Z1,R_Z2应为跑合后的数值；

ρ_red——节点处诱导曲率半径，mm；ρ_red =ρ₁ρ₂（ρ₁±ρ₂）。式中“+”用于外外啮合，“-”用于内啮合，ρ₁, ρ₂分别为小轮及大轮节点处曲率半径；对于小齿轮-齿条啮合，ρ_red =ρ₁；ρ_1,2=0.5d_b1,2tan a＇_t,式中d_b基圆半径。

Z_R对静强度几乎没有影响，因此静强度计算时可取Z_R=1.0。

8.3.2 简化方法

Z_L，Z_V，Z_R的乘积在持久强度和静强度设计时由表27查得。对于应力循环次N_L小于持久寿命条件循环次数N_C的有限寿命设计，（Z_LZ_VZ_R）值由其持久强度（N_L≥N_C）和静强度（N_L≤N_C）时的值参照式（233a）～(233c)插值确定。

表27简化计算的（Z_LZ_VZ_R）值