4载荷及共用系数
4.1切向力、转矩、功率
4.1.1名义值
4.1.2当量载荷
当量载荷(当量切向力Fteq、当量转矩Teq或当量功率Peq)是指与载荷图谱具有相同作用效果的恒定载荷,也就是在当量载荷的作用下,与按载荷图谱加载,齿轮具有同样的寿命和可靠度。
Fteq=KAFt……………………(4)
Teq=KAT……………………(5)
Peq=KAP……………………(6)
当已知载荷图谱时,当量载荷的计算详见附录A(参考件)。当仅知名义载荷时,当量载荷可按式(4)、(5)、(6)计算,式中使用系数KA按4.2条确定。
4.2使用系数KA
使用系数KA是考虑由于啮合外部因素引起的动力过载影响的系数。这种过载取决于原动机和工作机的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态。
当以实测或分方法确定齿轮的当量载荷时,取KA=1。当上述方法不能实现时,可参考表1查取KA。
表1使用系数KA
原动机工作特性 |
工作机工作特性 |
均匀平稳 |
轻微振动 |
中等振动 |
强烈振动 |
均匀无稳
轻微振动
中等振动
强烈振动 |
1.00
1.10
1.25
1.50 |
1.25
1.35
1.50
1.75 |
1.50
1.60
1.75
2.0 |
1.75
1.85
2.0
2.25 |
注:①表中数值仅适用于在非共振速度区运转的齿轮装置。对于在重载运转,启动力矩大,间歇运行以及有反复振动载荷等情况,就需要校核静强度和有限寿命强度。
②对于增速传动,根据经验建议取上表值的1.1倍。
③当外部机械与齿轮装置之间有挠性联接时,通常KA值可适当减小。
表1中原动机的工作特性可参考表2。工作机的工作特性可参考表3。
表2原动机工作特性示例
工作特性 |
原动机 |
均匀平稳
轻微振动
中等振动
强烈振动 |
电动机(例如直流电动机)、均匀运转的蒸汽轮机,燃汽轮机(小的,启动力矩很小)
蒸汽轮机、燃汽轮机、液压装置、电动机(经常启动,启动扭矩较大)
多缸内燃机
单缸内燃机 |
表3工作机工作特性示例
工作特性 |
工作机 |
均匀平稳 |
发电机、均匀传送的带式运输机或板式运输机、螺旋输送机、轻型升降机、包装机、机床进刀传动装置、通风机、轻型离心机、离心泵、轻质液体拌和机或均匀密度材料拌和机、剪切机、冲压机1)(1)额定转矩=最大切削、压制、冲击转矩)、回转齿轮传动装置、往复移动齿轮装置2) |
轻微振动 |
不均匀传动(例如包装件)的带式运输或板式运输机、机床的主驱动装置、重型升降机、起重机中回转齿轮装置、工业与矿用风机、重型离心机、离心泵、稠粘液体或变密度材料的拌和机、多缸活塞泵、给水泵、挤压机(普通型)、压延机、转炉、轧机3)(连续锌条、铝条以及线材和棒料轧机) |
中等振动 |
橡胶挤压机、橡胶和塑料作间断工作的拌和机、球磨机(轻型)、木工机械(锯片)、木车床)、钢坯初轧机3)、4)、提升装置、单缸活塞泵 |
强烈振动 |
挖掘机(铲斗传动装置、多斗传动装置、筛分传动装置、动力铲)、球磨机(重型)、橡胶揉合机、破碎机(石料,矿石)、重型给水泵,旋转式钻探装置、压砖机、剥皮滚筒、落砂机、带材冷轧机3)、5)、压坯机、轮碾机 |
注:1)额定转矩最大切削、压制、冲击转矩。
2)额定转矩=最大启动转矩
3)额定转矩=长时工作的最大轧制转矩。
4)用电流控制力矩限制器。
5)由于轧制带材经常断裂,可提高KA至2.0。
4.3动载系数KV
动载系数KV是考虑大、小齿轮啮合振动产生的内部附加动载荷影响的系数,其值可由下式计算:
式中,K1和K2值查表4。
表4常数表K1、K2
齿轮种类 |
K1 |
K2 |
齿轮精度(Ⅱ组) |
各种精度等级 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
直齿 |
7.51 |
14.94 |
26.81 |
39.07 |
52.85 |
0.0193 |
斜齿 |
6.68 |
13.30 |
23.87 |
34.79 |
47.06 |
0.0087 |