2基本公式
作为判据的齿面温度原则上可以用任何适宜的方法来确定,然后与发生胶合时的试验结果或统计结果在同条件下确定出的齿面温度相比较来评定设计齿轮的胶合承载能力。
本标准以齿面本体温度与加权后的各啮合点瞬时温升的积分平均值之和作为计算齿面温度(积分温度)。
考虑到设计齿轮的材料及表面处理不同,本标准以修正后的试件齿面积分温度作为极限齿面温度(胶合温度)。
2.1 计算准则
积分温度θint应满足:
或胶合承载能力的计算安全系数SB应满足:
SB≥SBmin…………………………(2)
上述式中:θint——积分温度,℃ ,见2.2 条;
θSint——胶合温度℃,见2.3条;
SB——胶合承载能力计算安全系数,见2.4条;
SBmin——胶合承载能力最小安全系数,选取原则见1.2条,无可用资料时,可参考附录A(参考件)。
2.2积分温度θint
积分温度θint按下式计算确定。该式建立的前提(载荷与温度沿啮合线的分布状况)如图1所示。
θint=θM+C2θflaint…………………………(3)
式中:C2——加权数,是考虑积分平均温升θflaint和体体温度θM对胶合损伤的影响程度不同而引入的系数,由试验得出。通常可以近似取为:C2=1.5;
θM——本体温度,℃,见2.2.1款;
θflaint——积分平均温升,℃,见2.2.2款。
2.2.1本体温度θM
本体温度θM是指即将进入啮合时的齿面温度。
本体温度θM可用任何适宜的精确方法(如热网络法、精确测量等)来确定。用下述近似方法亦可保证必要的计算精度。
θM=(θoil+C1θflaint)XS…………………………(4)
式中:θoil——工作油温,℃;
C1——加权数,根据试验结果取其平均值为:C1=0.7;
θflaint——积分平均温升,℃,见2.2.2款;
XS——润滑系数,是考虑润滑方式对传热的影响,由试验得出,油浴润滑时:XS=1.0
喷油润滑时:XS=1.2
2.2.2 积分平均温升θflaint
积分平均温升θflaint是指齿面各啮合点瞬时温升θfla沿啮合线的积分平均值,即:
式中:ga——啮合线长度,mm。
在本方法中,积分平均温升θflaint可按下述简化的公式计算确定:
θflaint=θflaEXε…………………………(6)
式中:θflaE——假定载荷全部作用在小轮齿顶E 点时该点的瞬时温升,℃;
Xε——重合度系数,见3.8 条;
μm——平均摩擦系数,见3.3 条;
XM——热闪系数,K·N-0.75·S0.5·m-0.5·mm,见3.4条;
XBE——小轮齿顶E点的几何系数,见3.5条;
ωt——单位齿宽载荷,N/mm,见3.1条;
v——节圆圆周速度,m/s;
α′——名义中心距,mm;
XQ——啮入冲击系数,见3.6 条;
Xca——齿顶修缘系数,见3.7 条。
2.3 胶合温度θsint
胶合温度θsint是指齿面出现胶合失效时的极限积分温度。通常是根据试验结果得出的;试验证明,对一种“油一材料”组合,θsint为常数,不随运转条件改变。
胶合温度θsint按下式计算:
θsint=θMT+C2XWθflaintT……………………(8)
式中:C2——加权数,见公式(3)说明;
Xw——材料焊合系数,见3.9条;
θMT、θflaintT——试验齿轮的本体温度和积分平均温升,℃ ,见3.10 条。
2.4 安全系数SB
胶合承载能力的计算安全系数SB是胶合温度与积分温度的比值,用以反映齿轮抗胶合能力的安全裕度。