2基本公式
作爲判據的齒(chǐ)面溫度原則上可以用任何适宜的方法來確(què)定,然後與發生膠合時的試驗結果或統計結果在同條件下確(què)定出的齒(chǐ)面溫度相比較來評定設計齒(chǐ)輪的膠合承載能力。
本标準以齒(chǐ)面本體溫度與加權後的各齧合點(diǎn)瞬時溫升的積分平均值之和作爲計算齒(chǐ)面溫度(積分溫度)。
考慮到設計齒(chǐ)輪的材料及表面處(chù)理不同,本标準以修正後的試件齒(chǐ)面積分溫度作爲極限齒(chǐ)面溫度(膠合溫度)。
2.1 計算準則
積分溫度θint應滿足:
或膠合承載能力的計算安全系數SB應滿足:
SB≥SBmin…………………………(2)
上述式中:θint——積分溫度,℃ ,見2.2 條;
θSint——膠合溫度℃,見2.3條;
SB——膠合承載能力計算安全系數,見2.4條;
SBmin——膠合承載能力最小安全系數,選取原則見1.2條,無可用資料時,可參考附錄A(參考件)。
2.2積分溫度θint
積分溫度θint按下式計算確定。該式建立的前提(載荷與溫度沿齧合線的分布狀況)如圖1所示。
θint=θM+C2θflaint…………………………(3)
式中:C2——加權數,是考慮積分平均溫升θflaint和體體溫度θM對膠合損傷的影響程度不同而引入的系數,由試驗得出。通常可以近似取爲:C2=1.5;
θM——本體溫度,℃,見2.2.1款;
θflaint——積分平均溫升,℃,見2.2.2款。
2.2.1本體溫度θM
本體溫度θM是指即将進入齧合時的齒面溫度。
本體溫度θM可用任何适宜的精確方法(如熱網絡法、精確測量等)來確定。用下述近似方法亦可保證必要的計算精度。
θM=(θoil+C1θflaint)XS…………………………(4)
式中:θoil——工作油溫,℃;
C1——加權數,根據試驗結果取其平均值爲:C1=0.7;
θflaint——積分平均溫升,℃,見2.2.2款;
XS——潤滑系數,是考慮潤滑方式對傳熱的影響,由試驗得出,油浴潤滑時:XS=1.0
噴油潤滑時:XS=1.2
2.2.2 積分平均溫升θflaint
積分平均溫升θflaint是指齒面各齧合點瞬時溫升θfla沿齧合線的積分平均值,即:
式中:ga——齧合線長度,mm。
在本方法中,積分平均溫升θflaint可按下述簡化的公式計算確定:
θflaint=θflaEXε…………………………(6)
式中:θflaE——假定載荷全部作用在小輪齒頂E 點時該點的瞬時溫升,℃;
Xε——重合度系數,見3.8 條;
μm——平均摩擦系數,見3.3 條;
XM——熱閃系數,K·N-0.75·S0.5·m-0.5·mm,見3.4條;
XBE——小輪齒頂E點的幾何系數,見3.5條;
ωt——單位齒寬載荷,N/mm,見3.1條;
v——節(jié)圓(yuán)圓(yuán)周速度,m/s;
α′——名義(yì)中心距,mm;
XQ——齧入沖擊系數,見3.6 條;
Xca——齒頂修緣系數,見3.7 條。
2.3 膠合溫度θsint
膠合溫度θsint是指齒面出現膠合失效時的極限積分溫度。通常是根據試驗結果得出的;試驗證明,對一種“油一材料”組合,θsint爲常數,不随運轉條件改變。
膠合溫度θsint按下式計算:
θsint=θMT+C2XWθflaintT……………………(8)
式中:C2——加權數,見公式(3)說明;
Xw——材料焊合系數,見3.9條;
θMT、θflaintT——試驗齒輪的本體溫度和積分平均溫升,℃ ,見3.10 條。
2.4 安全系數SB
膠合承載能力的計算安全系數SB是膠合溫度與積分溫度的比值,用以反映齒輪抗膠合能力的安全裕度。