5影响因素
5.1 平均磨擦因数μmc
齿面间的实际磨擦因数是一个瞬时与局部的数值,它取决于油品的一些性能、齿面粗糙度,如同由加工留下的凹凸不平的位置,齿面材料的特性、切线速度、齿面的受力及几何尺寸。瞬时磨擦因数的评定比较困难,因目前尚无一种有效测定方法。
沿啮合线的平均摩擦因数μmc,可由测量[1]得到与由公式(1)估计出。虽然,局部磨擦因数在节点C接近于零,当引入公式(1)时,其平均值可用节点的参数与油温Θoil时油的黏度ηoil大致得出。
积分温度法的磨擦因数跟闪温法的磨擦因数以不同的方式考虑了齿轮的大小。计算摩擦的公式(1)仅适用于范围,例如用于热功率的磨擦因数。
1m/s≤ ≤50N/mm
在分度圆线速度 低于1m/s时,磨擦因数更高,在分度圆线速度 时,在公式(1)中必须使用 时的 ΣC极限值。
Bt≤150N/mm
当单位法向轮齿载荷 Bt<150N/m时,在公式(1)中必须使用 Bt=150N/mm的极限值。
1)磨擦因数的这一公式是从中心距a≈100mm的齿轮试验中得出的。
式中:
对于聚(乙)二醇:
;
对于矿物油:XL=1.0;
对于聚α烯族烃:XL=0.8;
对于牵引液:XL=1.5;
对于磷酸酯:XL=1.3;
公式(1a)表示在a=91.5~200mm的范围内的试验结果,应用本公式时,必须相应调整关于胶合温度ΘintS的图9、图10和图11。
KBr为螺旋线载荷系数,胶合考虑了由于总重合度的增加而增加的磨擦(见图1)。
图1 螺旋线载荷系数KBr
Rα=0.5·(Rα1+ Rα2)………………(6)
Rα1、 Rα2是小轮与大轮在加工过的新齿面上测量的齿面粗糙度值(例如,标准的试验齿轮的Rα值是≈0.35μm)。
式中:
对于矿物油:XL=1.0;
对于聚α烯族烃:XL=0.8;
对于非水溶性聚(乙)二醇:XL=0.7;
对于水溶性聚(乙)二醇:XL=0.6;
对于牵引液体:XL=1.5;
对于磷配酯体:XL=1.3。
5.2跑合系数XE
现有的计算方法是假定齿轮已经过了较好的跑合。实际上,胶合损伤经常发生在运转开始时几个小时内,例如:齿轮箱验收时在满负荷下试验运转或一对新的齿轮装进生产设备时在适当跑合以前,齿轮在满负荷条件下运转。研究[1]表明,与适当跑合好的齿面相比,新加工的齿面的承载能力为1/4~1/3,这里用一个跑合系数XE加以考虑。
式中:
φE=1,充分跑合(对于渗碳淬火与磨削过的齿轮,如果Rarun-in=0.6Ranew则可确认为已充分跑合);
φE=0新加工的。
5.3 热闪系数XM
热闪系数XM是考虑小轮与大轮的材料特性对闪温的影响。
啮合线上任意点(符号y)热闪系数的计算(见图2):
图2 啮合线上的参数Γ
如果小轮与大轮的材料是相同的,公式(9)可以简化为:
在上式中,热啮系数BM为:
对于表面硬化钢,具有以下曲型的特征值:
λM=50N/(s·K),Cv=3.8N/(mm2·K),E=206000N/mm2及v=0.3
XMs=50.0K·N-0.75s0.5·m-0.5·mm
至于其他材料的特征值参见[7]。
5.4压力角系数Xαβ
压力角系数数Xαβ是用以考虑将分度圆上的载荷与切线速度转换到节圆上系数。
方法A:系数Xαβ-A
表2表示具有压力角为αn=20°的标准齿条的压力角系数值,标准啮合角 与螺旋角β的常用范围。
表2方法B:系数Xαβ-B
α′t |
β=0° |
β=10° |
β=20° |
β=30° |
19° |
0.963 |
0.960 |
0.951 |
0.938 |
20° |
0.978 |
0.975 |
0.966 |
0.952 |
21° |
0.992 |
0.989 |
0.981 |
0.966 |
22° |
1.007 |
1.004 |
0.995 |
0.981 |
23° |
1.021 |
1.018 |
1.009 |
0.995 |
24° |
1.035 |
1.032 |
1.023 |
1.008 |
25° |
1.049 |
1.046 |
1.037 |
1.012 |
对于法向压力角为αn=20°的齿轮,作为近似考虑,其压力角系数可近似取为:
Xαβ-B=1