圓柱齒輪、錐齒輪和準雙曲面齒輪膠合承載能力計算方法第1部分：閃溫法膠合溫度和安全性（GB/Z6413.1-2003）

10膠合溫度和安全性

10.1 膠合溫度

膠合溫度是根據所選擇的潤滑油和齒(chǐ)輪材料的組合可能發生膠合時的接觸溫度。認爲一對齒(chǐ)輪的材料-潤滑油-材料系統的膠合溫度有一個特定的值，這個值由相同材料-潤滑油-材料系統的齒(chǐ)輪試驗來確(què)定[36]。

當(dāng)使用較低添加劑的礦物油時，認爲在相當(dāng)廣的範(fàn)圍内膠合溫度與工作條件無關。

當使用具有抗膠合或減磨添加劑的礦物油或合成油時，對於(yú)不同的材料和工作條件下，膠合溫度可能是非恒定值這一特性的確(què)定仍需要一步研究。尤其應注意的是試驗條件和實際工作條件或設計條件之間的修正，轉換圖中（見圖1）所顯示的特性可能對這種修正的影響很大。

10.2 組織系數

引入經驗性的組織系數後，具有較低添加劑礦物潤滑油，由齒(chǐ)輪試驗確(què)定的膠合溫度，可擴展到不同的齒(chǐ)輪鋼、熱處理或表面處理。

Θ_S=Θ_MT + X_WΘ_flmaxT…………………………………(94)

式中：

Θ_MT——試驗齒輪的閃溫，單位爲攝氏度（℃）；

Θ_flmaxT——試驗齒輪的最大閃溫，單位爲開爾文（K）；

X_W——組織系數（見表2）。

然而，對於(yú)通常的工作條件和使用熱彈(dàn)系數的平均值時，組織系數的這個近似值受所用磨擦因數的方法的限制。如果所使用的方法是考慮磨擦因數和熱彈(dàn)系數的真實值時，則不必再使用組織系數。

表2組織系數

材   料	XW
調質鋼	1.00
磷化鋼	1.25
鍍銅鋼	1.50
液體或氣體氮化鋼	1.50
滲碳淬火鋼(gāng)，奧(ào)氏體含量： ——低於平均值 ——平均值（10%～20%） ——高於平均值	1.15 1.00 0.85
奧氏體鋼（不鏽鋼）	0.45

10.3 瞬時接觸時間

試驗[37]表明：用抗膠合油潤滑時
，齒(chǐ)輪的膠合溫度受瞬時接觸(chù)時間的影響。瞬時接觸(chù)時間是指齒(chǐ)面上的一點暴露在相齧齒(chǐ)的赫茲接觸(chù)帶内的時間。

一對齒面確定的瞬時接觸時間t_max爲t₁和t₂中的最大值。

膠合溫度Θ_S和接觸溫度之間關系可近似地用圖17所示的由兩條直線組成的曲線表達。

對於t_max＜t_C

Θ_S=Θ_SC+X_ΘX_W(t_C -t_max)……………………………………………(97)

t_max≥t_C

Θ_S=Θ_SC……………………………………………(98)

式中：

Θ_SC——較長接觸時間的膠合溫度，單位爲報氏度（℃）；

X_Θ——膠合溫度梯度，單位爲開爾文每微秒（K/μs）；

X_W——組織系數；

t_c——曲線變曲處的瞬時接觸時間，單位爲微秒（μs）；

t_max——齧合齒的瞬時接觸時間，單位爲微秒（μs）。

對於不同的潤滑油X_Θ和t_c可用下列值：

——不加抗膠合添加劑：X_Θ=0 K/μs，t_c=18μs；

——加抗膠合添加劑：X_Θ=18 K/μs，t_c=18μs。

圖17 對於(yú)加抗膠合添加劑潤滑油瞬時接觸(chù)時間對膠合溫度的影響

10.4 齒(chǐ)輪試驗的膠(jiāo)合溫度

膠合溫度可由齒(chǐ)輪試驗確(què)定，如Ryder[38]，FZG-Ryder[39]，FZGL-42[40]，FZGA/8.3/90[41]等方法。

試驗結果的表達(dá)應包括膠合溫度和試驗條件。如果試驗結果用其他方式表達(dá)
，則應給(gěi)出關系式，如：

Θ_S=80+（0.85+1.4X_W）·X_L·（S_FZG）²…………………………………（99）

式中：

X_W——組合系數（見表2）；

X_L——潤滑油系數（見式27）；

S_FZG——FZG A/8.3/90試驗的載荷級。這裏指的是發生膠合時載荷級。

然而，油有參數變化容易引起S_FZG更大的變化，假定在換油間隔期間油稍微有點變質，載荷級的變化通常爲±1。因此，計算時間可用比規定載荷級較小的載荷級。

10.5 安全範圍

與疲勞損傷的時間較長(zhǎng)相比，一次簡單的瞬時過載就會引起嚴重的膠合使齒(chǐ)輪在較矩的時間失效。因此在選擇合适的安全範圍時，應謹慎考慮，尤其要注意運行時節線速度較高的齒(chǐ)輪。

在較知瞬時接觸時間t_max情況下，安全條件是基於膠合溫度的增加（Θ_S＞Θ_SC）(見10.3)，而瞬時接觸溫度t_max不應該增加，除非傳動功率适當降低。

安全系數定義爲
：

式中：

Θ_S——膠合溫度，單位爲攝氏底（℃）；

Θ_Bmax——最大接觸溫度，單位爲攝氏底（℃）；

Θ_oil——油溫，單位爲攝氏底（℃）。

然而，齒(chǐ)輪的實際載荷與確(què)定的接觸溫度之間的關系很複雜，用溫度的任何比值來表達安全系數可能會引起混淆。

因此，除瞭(le)試驗載荷級的說明以外（見10.4節），建議用膠合溫度與計算的最大接觸(chù)溫度之間所要求的最小差别（如≥50K）來表達安全概念。