b——齒寬,mm蜒金;
Ft——名義切向力蟆盐,N,見GB 3480-83《漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法》第3.1條遭殉;
KA——使用系數(shù)石挂,見GB 3480-83第3.2條;
KBβ——膠合承載能力計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)险污,取KBβ=KHβ痹愚,見GB3480-83第3.4條;
KBα——膠合承載能力計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)蛔糯,KBα=KHα拯腮,見GB3480-83第3.5條;
KBγ——螺旋線系數(shù)渤闷,見3.2條疾瓮。
3.2 螺旋線系數(shù)KBγ
螺旋線系數(shù)KBγ是考慮到當(dāng)總重合度εγ增大時發(fā)生膠合的趨向增大而引入的修正系數(shù)。其值由試驗(yàn)得出飒箭,可按根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)所繪制的圖2 查取狼电。
為便于計(jì)算機(jī)計(jì)算,圖2 中的曲線可近似用下述公式表示:
ωt——單位齒寬載荷,N / mm 峦铲,見3.1 條嗤锯;
Ra——沿齒廓方向的齒面輪廓算術(shù)平均偏差,μm筑轻,此處取兩輪的平均值钉栈;
Ra=0.5(R1a+Ra2)………………………………(15)
ηM——潤滑油在本體溫度下的動力粘度,mPa·s具雹,可近似取為工作油溫下的動力粘度滥庭;*
uΣ——兩輪在嚙合點(diǎn)處沿齒廓切線方向速度之和,m/s衔系,在節(jié)點(diǎn)處取值為:
*如要精確計(jì)算胞讯,可采用迭代方法進(jìn)行計(jì)算。
uΣ=2usinαt′…………………………(16)
u——節(jié)圓圓周速度砾褂,m/s炸涝;
αt′——端面嚙合角,(馍资。)筒主;
ρred——兩齒廓在嚙合點(diǎn)處的綜合曲率半徑,mm迷帜,在節(jié)點(diǎn)處取值為:
u——齒數(shù)比物舒,u=z2/z1≥1,式(17)中的“+”號用于外嚙合戏锹,“一”號用于內(nèi)嚙合冠胯;
βb ——基圓螺旋角,(°)锦针。
3.4 熱閃系數(shù)XM
熱閃系數(shù)XM是考慮材料特性(彈性模量E荠察、泊松比v、熱接觸系數(shù)BM)和兩輪在嚙合點(diǎn)處沿齒廓切線方向速度鑄vρ1奈搜、vρ2之影響的系數(shù)悉盆。*
對馬氏體鋼铣飘,導(dǎo)熱系數(shù)λM在41~52N/(K·s)范圍之間,密度容C約為4.78×10 2J/(kg·K)秋孕,密度ρ約為7.8×103kg/m3,其熱接觸系數(shù)的平均值為:
BM=13.6N/(mm·s0.5·K)………………………………(21)
對于常用的鋼制齒輪副卤酬,E=206000N/mm2膛躁,v=0.3, BM=13.6N/(mm·s0.5·K) 其熱閃系數(shù)可取為:
XM=50K·N-0.75·S0.5·m-0.5·mm…………………………(22)
3.5 小輪齒頂幾何系數(shù)XBE
幾何系數(shù)XBE是考慮小輪齒頂E點(diǎn)處的幾何參數(shù)對赫茲應(yīng)力和滑動速度影響的系數(shù)。
da1——小輪頂圓直徑舰秀,mm;
·本方法中可近似按節(jié)點(diǎn)處理沧蛉,此時公式(18)中的v
ρ1苫治、v
ρ2因?yàn)橄嗟裙士上ァ?/DIV>
db1——小輪基圓直徑滋遗,mm蟀思;
αt′——端面面嚙合角,(°)溉跃。
3.6嚙入沖擊系數(shù)XQ
嚙入沖擊系數(shù)XQ是考慮滑動速度較大的從動輪齒頂嚙入沖擊載荷之影響的系數(shù)村刨,按表2 取值。
表2 嚙入沖擊系數(shù)XQ
驅(qū)動方式 |
齒頂重合度ε |
XQ |
小輪驅(qū)動大輪 |
ε2≥1.5ε1 |
0.6 |
ε2<1.5ε1 |
1 |
大輪驅(qū)動小輪 |
ε1<1.5ε2 |
1 |
ε1≥1.5ε2 |
0.6 |
表中:ε1——小輪齒頂重合度撰茎;
3.7齒頂修緣系數(shù)Xca
齒頂修緣系數(shù)Xca是用以考慮齒頂修緣(或修根)對膠合的影響系數(shù),由圖3 查取龄糊。
驅(qū)動方式 |
齒頂重合度ε |
條件 |
Ca |
小輪驅(qū)動大輪 |
ε1>1.5ε2 |
Ca1≤Ceff |
Ca1 |
Ca1>Ceff |
Ceff |
ε1≤1.5ε2 |
Ca2≤Ceff |
Ca2 |
Ca2>Ceff |
Ceff |
大輪驅(qū)動小輪 |
ε2≤1.5ε1 |
Ca1≤Ceff |
Ca1 |
Ca1>Ceff |
Ceff |
ε1>1.5ε1 |
Ca2≤Ceff |
Ca2 |
Ca2>Ceff |
Ceff |
表中:ε1逆粹、ε2——小輪、大輪的齒頂重合度炫惩,由公式(25)及(26)確定僻弹;
Ca1、Ca2——小輪他嚷、大輪的實(shí)際齒頂修緣量(法向值)蹋绽,μm,當(dāng)相嚙合的輪齒有修根時筋蓖,應(yīng)取修緣量與修根量之和卸耘;
Ceff——有效修緣量,μm孟若,指恰好能補(bǔ)償輪齒彈性變形所需要的修緣量笙铸,可按下式估算:
Ft——名義切向力,N炮方,見GB3480-83第3.1條奖踏;
KA——使用系數(shù),見GB3480-83第3.2條崇旺;
Cγ——嚙合剛度都鸳,N/(mm·μm)难踱,見GB3480-83第3.6條,直齒輪用單對齒剛度c′代替Cγ猪楣;
b——齒寬刷络,mm;
εα——端面重合度象掖。
3.8 重合度系數(shù)Xε
重合度系數(shù)Xε是將假定載荷全部作用于小輪齒頂時的局部瞬時溫升θflaE折算成沿沿嚙合線的積分平均溫升θflaint的系數(shù)丽优。
Xε按(29)式或(30)式、(31)式確定腾蔼。
當(dāng)齒頂重合度ε1和ε2均小于l時(節(jié)點(diǎn)在單對齒嚙合區(qū)):
當(dāng)小齒輪齒頂重合度ε1≥1時(節(jié)點(diǎn)在雙對齒嚙合區(qū)):
當(dāng)大齒輪齒頂重合度ε1≥1時(節(jié)點(diǎn)在雙對齒嚙合區(qū)):
上述公式是在假定載荷及溫度沿嚙合線呈線性分布等前提下建立的(如圖1所示)手趣,這是一種近似處理。
3.9材料焊合系數(shù)Xw
材料焊合系數(shù)Xw是考慮設(shè)計(jì)齒輪與試驗(yàn)齒輪的材料及表面處理不同而引入的修正系數(shù)肥荔,它是一個相對的比值绿渣,由不同材料及表面處理的試驗(yàn)齒輪與標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)齒輪進(jìn)行對比試驗(yàn)得出。其值由表4查取燕耿。
表4 材料焊合系數(shù)Xw
材料及表面處理 |
XW |
奧氏體鋼(不銹鋼) |
0.45 |
滲碳淬硬鋼 |
殘余奧氏體含量高于正常值 |
0.85 |
殘余奧氏體含量正常(約20%左右) |
1.00 |
殘余奧氏體含量低于正常值 |
1.15 |
表面氮化鋼 |
1.50 |
表面磷化鋼 |
1.25 |
表面鍍鋼 |
1.50 |
其它情況(如調(diào)質(zhì)鋼) |
1.00 |
3.10 試驗(yàn)齒輪的本體溫度θMT和積分平均溫升θflaintT
試驗(yàn)齒輪的本體溫度θMT和積分平均溫升θflaintT是根據(jù)齒輪試驗(yàn)的數(shù)據(jù)中符,用公式(4)和公式(6)計(jì)算得出的。
當(dāng)油品的承載能力是按照SY2619-84《潤滑劑承載能力測定法》的FZG(A/8.3/90)試驗(yàn)得出時誉帅,則θMT和θflaintT與載荷的關(guān)系曲線如圖4所示淀散。此時,θMT和θflaintT的值可根據(jù)設(shè)計(jì)齒輪所選用潤滑油的粘度v40和FZG膠合載荷級由圖4查取蚜锨。
潤滑油的FZG膠合載荷級作為油品的性能指標(biāo)档插,由油品的生產(chǎn)廠家提供。為便于計(jì)算機(jī)計(jì)算亚再,圖4中的曲線可近似用下述公式表示:
式中:T1T—— FZG膠合載荷級相應(yīng)的試驗(yàn)齒輪小輪扭矩郭膛,N·m,見圖4针余。
v40——潤滑油在40℃時的名義運(yùn)動粘度芳倒,mm2/s。
附錄A
膠合承載能力勤安全系數(shù)SBmin
(參考件)
計(jì)算依據(jù)或使用要求 |
SBmin |
備注 |
依據(jù)尖峰載荷計(jì)算時(如剪床标宪、沖床) |
1.5 |
|
依據(jù)名義載荷計(jì)算時(如工業(yè)汽輪機(jī)) |
1.5~1.8 |
有實(shí)測載荷譜為依據(jù)精確確定
KA時姓赂,可取為1.5 |
高可靠性要求(如飛機(jī)、汽輪機(jī)) |
2~2.5 |
有實(shí)測載荷譜為依據(jù)精確KA
時可取為1.8 |
注:給逐級加載跑合時取小值励普,不經(jīng)跑合者取大值痢腋。
附錄B
常用油品的FZG膠合載荷級
(參考件)
油類 |
機(jī)械油
液壓油 |
汽輪
機(jī)油 |
工業(yè)用
齒輪油 |
軋鋼
機(jī)油 |
汽缸油 |
柴油
機(jī)油 |
航空用
齒輪油 |
準(zhǔn)雙曲面
齒輪油 |
FZG
膠合
載荷
級 |
礦物油 |
2~4 |
3~5 |
5~7 |
6~8 |
6~8 |
6~8 |
5~8 |
|
加極壓抗磨
添加劑礦物油 |
5~8 |
6~9 |
中極壓>9
>11 |
|
|
|
|
>12 |
高性能合成油 |
9~11 |
10~12 |
>12 |
|
|
|
8~11 |
|
注:油品的膠合載荷級隨原油產(chǎn)地、生產(chǎn)廠家的不同而有所不同铜氛,應(yīng)以油品生產(chǎn)廠家提供的指標(biāo)為準(zhǔn)二场;重要場合應(yīng)經(jīng)專門試驗(yàn)確定。
附加說明:
本標(biāo)準(zhǔn)由中華人民共和國機(jī)械工業(yè)部提出蟀委,由機(jī)械工業(yè)部鄭州機(jī)械研究所負(fù)責(zé)起草缤棍。
本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人馬先貴莉狠、王永潔、華東耘衅快、劉筱安堪俩、李慶遠(yuǎn)、張長豪般甲、余夢生肋乍、孟惠榮、閻長新敷存、龔溎義墓造、蔣民。