3有關(guān)參數(shù)和系數(shù)
1)單位齒寬載荷ωt
單位齒寬載荷ωmt由下式計算:
beB——齒寬,mm;
Fmt——名義切向力,N,見GB3480-83《漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法》;
KA——使用系數(shù),見GB3480-83;
KBβ——膠合承載能力計算的齒向載荷分布系數(shù),取KBβ=KHβ,見GB3480-83;
KBα——膠合承載能力計算的齒間載荷分配系數(shù),KBα=KHα,見GB3480-83;
KBγ——螺旋線系數(shù)。
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)。其值由試驗得出,可按根據(jù)試驗數(shù)據(jù)所繪制的圖3-115 查取。
為便于計算機計算,圖3-115中的曲線可近似用下述公式表示:
3)平均摩擦系數(shù)μm
平均摩擦系數(shù)μm是指齒廓各嚙合點處的摩擦系數(shù)的平均值?山朴霉(jié)點處的摩擦系數(shù)。
ωt——單位齒寬載荷,N/mm;
Ra——沿齒廓方向的齒面輪廓算術(shù)平均偏差,μm,此處取兩輪的平均值;
Ra=0.5(R1a+Ra2)………………………………(3-200)
ηM——潤滑油在本體溫度下的動力粘度,mPa·s,可近似取為工作油溫下的動力粘度;*
uΣ——兩輪在嚙合點處沿齒廓切線方向速度之和,m/s,在節(jié)點處取值為:
*如要精確計算,可采用迭代方法進行計算。
uΣ=2usinαt′………………………………(3-201)
u——節(jié)圓圓周速度,m/s;
αt′——端面嚙合角,(。);
ρred——兩齒廓在嚙合點處的綜合曲率半徑,mm,在節(jié)點處取值為:
u——齒數(shù)比,u = z2/z1≥1 ,式(17)中的“+ ”號用于外嚙合,“一”號用于內(nèi)嚙合;
βb ——基圓螺旋角,(°)。
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、泊松比v、熱接觸系數(shù)BM)和兩輪在嚙合點處沿齒廓切線方向速度鑄vρ1、vρ2之影響的系數(shù)。*
當(dāng)大、小輪的彈性模量、泊松比、熱接觸系數(shù)相同時,公式(18)即可簡化成下式:
對馬氏體鋼,導(dǎo)熱系數(shù)λM在41~52N/(K·s)范圍之間,密度容C約為4.78×102J/(kg·K),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)………………………………(3-207)
對于常用的鋼制齒輪副,E=206000N/mm2,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…………………………(3-208)
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點處的幾何參數(shù)對赫茲應(yīng)力和滑動速度影響的系數(shù)。
ρE2=avsinαvt-ρE1………………………………(3-211)
dva1——小輪當(dāng)量圓柱齒輪齒頂圓直徑,mm;
dvb1——小輪當(dāng)量圓柱齒輪基圓直徑,mm。
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),按表3-40取值。
表3-40嚙入沖擊系數(shù)XQ
表中:εv1——小輪當(dāng)量圓柱齒輪齒頂重合度,
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3-116查取,無修緣(修根)時,XCa取值為1。
圖3-116中的曲線可近似用下式表示:
XCa=1+1.55×10-2αv4Ca…………………………………………(3-214)
式中εv——齒頂重合度,取εv1或εv2中的較大者,εv1及εv2由公式(3-212)及(3-213)確定。
Ca——計算用齒頂修緣量,μm,由表3-41查取,當(dāng)齒頂修緣或齒頂和齒根修形達到最佳運行狀況(有最佳接觸區(qū))時,取Ca=Ceff
圖3-116齒頂修緣系數(shù)XCa
表3-41計算用齒頂修緣最Ca
驅(qū)動方式 |
齒頂重合度ε |
條件 |
Ca |
小輪驅(qū)動大輪 |
εv1>1.5εv2 |
Ca1≤Ceff |
Ca1 |
Ca1>Ceff |
Ceff |
εv1≤1.5εv2 |
Ca2≤Ceff |
Ca2 |
Ca2>Ceff |
Ceff |
大輪驅(qū)動小輪 |
εv2≤1.5εv1 |
Ca1≤Ceff |
Ca1 |
Ca1>Ceff |
Ceff |
εv2>1.5εv1 |
Ca2≤Ceff |
Ca2 |
Ca2>Ceff |
Ceff |
表中:Ca1、Ca2——小輪、大輪的實際齒頂修緣量(法向值),μm,當(dāng)相嚙合的輪齒有修根時,應(yīng)取修緣量與修根量之和;
Ceff——有效修緣量,μm,指恰好能補償輪齒彈性變形所需要的修緣量,可按下式估算:
Ft——名義切向力,N,見GB 3480-83第3.1條;
KA——使用系數(shù),見GB 3480-83第3.2條;
Cγ——嚙合剛度,N/(mm·μm),見GB 3480-83第3.6條,直齒輪用單對齒剛度c′代替Cγ;
b——齒寬,mm;
εα——端面重合度。
9)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)。
Xε按(3-218)~(3-223)式確定。
式中εVα=εV1+εV2
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3-117圖3-118所示)。
3-118載荷與溫度沿嚙合線分布示意圖
(2≤εVα<3)
10)材料焊合系數(shù)Xw
材料焊合系數(shù)Xw 是考慮設(shè)計齒輪與試驗齒輪的材料及表面處理不同而引入的修正系數(shù),它是一個相對的比值,由不同材料及表面處理的試驗齒輪與標(biāo)準(zhǔn)試驗齒輪進行對比試驗得出。其值由表3-42 查取。
表3-42 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 |
11)試驗齒輪的本體溫度θMT和積分平均溫升θflaintT
試驗齒輪的本體溫度θMT和積分平均溫升θflaintT是根據(jù)齒輪試驗的數(shù)據(jù),用公式(3-189)和公式(3-191)計算得出的。
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)試驗得出時,則θMT和θflaintT與載荷的關(guān)系曲線如圖3-119所示。此時,θMT和θflaintT的值可根據(jù)設(shè)計齒輪所選用潤滑油的粘度v40和FZG膠合載荷級由圖3-119查取。
潤滑油的膠合載荷級作為油品的性能指標(biāo),由油品的生產(chǎn)廠家提供。圖3-119中的曲線可近似用下述公式表示:
θMT=0.23T1T+80…………………………(3-224)
式中:T1T——膠合載荷級相應(yīng)的試驗齒輪小輪扭矩,N·m。
v40——潤滑油在40℃時的名義運動粘度,mm2/s。
膠合承載能力最小安全系數(shù)SBmin和常用油品的膠合載荷級見1.3.2節(jié)中表1-69和表1-70。 |