GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-201直齒輪和斜齒輪承載能力計算第20部分：膠合承載能力計算閃溫法該基本概念適用于所有具有移動接觸區的機械元件。閃溫計算公式適用于帶狀或近似帶狀的赫茲接觸區和特征為足夠高的佩克萊特（Péclet）數的工ISO1122-1齒輪術語和定義第1部分：幾何學定義（Vocabularyofgearterms—Part1:Definitionsrelatedtogeometoflanksofgearteeth）ofloadcapacityofspurandhelicalgears—Part1:Basicprinciples,introductionandgeneral1SO10825齒輪輪齒磨損和注：GB/T3481—1997齒輪輪齒磨損和損傷術語（ISO3.2符號和單位BM、cγ和XM單位出現了米和毫米或毫米和微米的混合使用。A aBMBM1GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-202BM2bCeffCf2J/(kg·K)J/(kg·K)N/(mm·μm)da1da2d1d2ErN/mm2E1N/mm2E2N/mm2FexNFnNFtNH1H2KA—KBα—KBβ—KHα KHβ—Kmp—Kv GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-3n1Pé1—Pé2 Ra1Ra2SB—SFZG u— N/mmN/mmXbut,Γ—Xbut,A—Xbut,E—XG—XJ—XL—XMXmp—XR—XS GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-204Xw—XαβXΓ—XΘ—z1 z2—°°°αwn°°°β°βb°βw°ΓA ΓAA—ΓAB—ΓAU—ΓB—ΓBB—ΓD ΓDD—ΓDE—ΓE—ΓEE—ΓEU—ΓM—Γy —— GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-5——mPa·sKKKKKKcμ—μm— —ρy1ρy2Φ°4膠合和磨損GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-206合后，由于振動而引起更大的動載荷，振動通常會導致進一步的膠合、點蝕或輪齒斷本文件所描述的方法不適用于評價“冷膠合”，一般來說，冷膠合發生在低速（節圓線速度小于4在液體潤滑油的條件下，全力的鋼件接觸滑動的潤滑條件系數約為0.1，單位磨損率（即單位法向力、單位滑動距離下的體積磨損量）為10-2mm3/（N·m10-6mm3/（N·m）。當vg不大于S點處的滑動速度值且載荷Fn提高進入到Ⅱ區后，即轉入第二種潤滑狀況。這種輕度磨損的潤滑條件具有如下特征：摩擦系數為0.3～0.4，單位磨損率為1mm3/（N·m5mm3/（N·m）。）；GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-207擦系數等于0.4~0.5。與I區和Ⅱ區相比磨損率極高，為100mm3/（N·m面呈現嚴重的膠合。另外，如果滑動速度大于S點，大量的證據顯示，A1-S-A3線的位置取決于潤滑油的黏度[20]和赫茲接觸應力[1使用了“邊界彈流動壓潤滑”[17]這一機構等。這個轉換圖適用于四球試驗和柱—環試驗的結上升到接觸溫度498°C（此時vg=10m/s）。這個特性充分表明部分）彈流體潤滑的破壞并不是在恒的增加，承載能力明顯下降，這應該是粘度下降所致[20][22][23][24]度粘著磨損）與鋼的材料相關，這可能涉及到材料的熱彈性的不穩定性[26][274.3初期膠合的摩擦個溫度是測量的本體溫度28℃與計算的閃溫470℃之和。在閃溫的計算過程中，摩擦的值，即μ=0.35。若此法用于柱-環試驗和齒輪傳動設計，應保證接觸溫度臨界值和閃溫計算用摩擦系——按照潤滑油的不同，當摩擦系數取值在μ=0.25和μ=0.35之間時，偏精確；以及此，每一種臨界溫度應由能夠模擬齒輪裝置實際運行狀況的試驗引言已有說明，接觸溫度是接觸面的本體溫度(ΘMi見5.4）和閃溫(Θfl見5.2）之和，給出=ΘMi+Θfl···············GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-208Θflmax——Θfl的最大值，僅位于嚙入或嚙值可以從某個齒輪膠合測試中評估出來，也可以通過現場調查5.2閃溫公式Blok[8][10][12][28]最普通的閃溫公式，針對近似的μm——平均摩擦系數（見第6章XM——熱彈系數（見附錄A）XM=50KN-3/4·s-1/2·m-1/2·mm通常適用于鋼材；XJ——嚙入系數（見第8章Xγ——載荷分擔系數（見第9章n1——小輪轉速，單位為轉每分鐘（min-1GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-9ρrely——局部相對曲率半徑，單位為毫米（mm計算按公式（6ely=··························ρy1——小輪齒面局部曲率半徑，單位為毫米（mm計算按公式（7Py1 ρy2——大輪齒面局部曲率半徑，單位為毫米（mm計算按公式（8.a.sinαwt··································································兩個佩克萊特數必須足夠高[如公式（9）和公式（10）]，才能適用所有發生萊特數較低時，熱量從接觸帶流向整個輪齒，引起溫度分布不均，此時公式（3公式ρM1——小輪材料密度，單位為千克每立方米（kg/m3ρM2——小輪材料密度，單位為千克每立方米（kg/m3λM1——小輪的熱傳導率，單位是牛頓每秒開爾文[N/(s·K)]；對于圓柱齒輪，sinγ1=sinγ2=1。wBt=KA.KV.KBβ.KBα.Kmp.FtFt——節圓上的名義切向力，單位為牛頓（NKA——使用系數（根據ISO6336-1Kv——動載系數（根據ISO6336-1KBβ=KHβ KBα——齒間載荷分配系數（根據ISO6336-1計算KBα=KHα ——對于具有np（np≥3）個行星齒輪的行星齒輪傳動，計算按公式（14——在滿載的情況下，具有軸扭轉角Φ的雙聯齒輪，計算按公式（15GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20 Kmp=1+Kmp=1 ——在每一個熱源中，流體摩擦取決于各種運行條件下的潤滑油黏度；——所有的熱源的熱量都是相互關聯的，通——熱網絡類比法[14]。接觸面的本體溫度(ΘMi）可以適當地取兩個接觸輪齒的整體本體溫度ΘM1和θM2的平均值。公式·······························ΘM=Θoil+0.47.XS.Xmp.Θflm··························································(20)XS——對于附加噴油潤滑冷卻的潤滑，取1XS——對于為了達到足夠的冷卻而將齒輪浸沒在油中時，取0.2；Xmp=···································GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20一些重要的影響因素，例如，用于確定嚙入黏度和潤滑狀態平均摩擦系數(μm）取決于嚙合線的幾何參數、注：平均摩擦系數被定義為沿嚙合線的局部摩擦系數的平均值。雖然在有些很小的影響量可能被略去，影響量的數目可能如果在計算開始時還不知道本體溫度，通常加工條件下的平均摩擦系數可通過公式（23）來計算：=0.060.0.2.XL.XR················································wBt——端面單位載荷[見公式（11）]，單位為vgΣC——節點的切向速度之和，單位為vgΣC=2.vt.sinαwt····································································(24)ρrely——端面相對曲率半徑，單位為毫米（mm見公式（6Γγ=0?0.05GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20ηoil——油溫Θoil下的動力黏度XR——粗糙度系數，計算見公式（260.25·····························Ra1——跑合前的小輪的齒面表面粗糙度（Ra單位為微米(μm充分跑合后，Ra1可以降低到Ra2——跑合前的大輪的齒面表面粗糙度（Ra單位是微米(μm充分跑合后，Ra2可以降低到嚙合線上的點由無量綱線性參數Γy表示，嚙合線與小輪基圓的切點的Γy值為-1，節點[29?1···········································································?1···············································其中，齒頂壓力角由公式（32）和公式（3GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-·························································≥0時XJ=1 當Γy＜0時，且XJ≥1XJ=1+當Γy≤0時XJ≥1 當Γy＞0時，且XJ≥1XJ=1+Ceff——最佳齒頂修緣量（見附錄B單位為微米(μmCa1——小輪的齒頂修緣量，單位為微米(μm）；Ca2——大輪的齒頂修緣量，單位為微米(μm9載荷分擔系數，XΓ有端面單對齒嚙合區。由于動載荷不規則的位置變化可能引起端面單對齒嚙合區的擴擔系數與支撐系數（Xbut,Γ)一起考慮。GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20圖4齒廓未修形且公差等級A≤7的直齒輪的載荷分擔系數≤Γy<ΓB時，≤Γy≤ΓD時， 當ΓD<Γy≤ΓB時，載荷分擔系數（Xг)見圖6～圖8，計算按公式（41公式（53）。GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-≤Γy≤ΓB時，當ΓB<Γy<ΓD時， 當ΓD≤Γy≤ΓE時，圖7大輪齒頂和/或小輪齒根有適當齒當ΓA≤Γy≤ΓAB時，當ΓAB<ry<ΓB時，當ΓB≤Γy<ΓD時， 當ΓD≤Γy≤ΓDE時，當ΓDE<Γy≤ΓE時，GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20當ΓA≤Γy≤ΓAB時，當ΓAB≤Γy≤ΓB時，當ΓB<Γy<ΓD時， 當ΓD<Γy≤ΓDE時，當ΓDE<Γy≤ΓE時，9.4支撐系數（Xbut,Γ)圖9支撐系數（Xbut,Γ)支撐系數以Xbut,Γ表示（見圖9AU點和EU點計算按公式（54Xbut,Γ計算按公式（55公式ΓAU?ΓA=ΓE?ΓEU=0.2mm.sinβb····················································(54)及當εβ≥1.0時GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20X=X=1.3but,Abut,E·············································當εβ<1.0時Xbut,A=Xbut,E=1+0.3.εβ·········································Xbut,AU=Xbut,EU=1.0··當ΓA≤ry<ΓAU時，Xbut,Xbut,A?·····················································當ΓAB≤Γy≤ΓEU時，Xbut,Γ=1.0當ΓEU<Γy≤ΓE時，Xbut,Xbut,E?·····················································GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20載荷分擔系數是通過將第9章中的XΓ與9.4中的支撐系數β1X=.XΓεαbut,Γ······························································小輪的齒頂修緣在DE-E（相對于A-AB）范圍內減少XΓ,在AB-DE范圍內（見圖15～圖17）增加XΓ。假設接觸路徑兩端的A-AB和DE-E的齒頂修緣的長度相等，并使空載齒輪的端面重合度εα=1GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-對于ΓA≤Γy≤ΓAB，對于ΓAB<Γy≤ΓDE，····················對于ΓDE<Γy≤ΓE，對于ΓA≤Γy≤ΓAB，對于ΓAB<Γy≤ΓDE，······························對于ΓDE<Γy≤ΓE，.Xbut,GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20ΓA≤Γy≤ΓAB，.Xbut,ΓAB<Γy≤ΓDE，········································ΓDE<Γy≤ΓE，9.90.8<εβ＜1.2的斜齒輪<εβ＜1.2的斜齒輪，XΓ應在εβ=0.8（齒廓無修形時見9.5，齒廓有修形時見9.6）的載荷分擔系數XΓ和—潤滑劑—材料”組成的單元的一個特征值。該值是由采用相同的“材料—潤滑劑10.2組織系數ΘS=ΘMT+XW.ΘflmaxT·································································(72)θMT——試驗齒輪的本體溫度，單位是攝氏度(°CGB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20XW——組織系數（見表3）。XW10.3接觸暴露時間=························2=······················對于tmax<tcΘS=ΘSc+XΘ.XW.(tc?tmax) 對于tmax≥tc ΘSc——長接觸時間下的膠合溫度，單位是攝氏度(℃);XΘ——膠合溫度的梯度，單位為開爾文每微秒（K/μsXW——組織系數；tc——曲線拐點處的接觸暴露時間，單位為微秒(μstmax——嚙合齒的接觸暴露時間，單位為微秒(μs）。GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-2010.4齒輪試驗的膠合溫度膠合溫度能在齒輪試驗中確定，如Ryder[33]、FZG-Ryder[34]、FZGL-42、······Θ=80+(0.85+1.4.XW).XL.(SFZG)2······································XW——組織系數（見表3XL——潤滑系數[見公式（26）]；SFZG——FZGA/8.3/90試驗的載荷級，這里指的是發生膠合的載荷級。然而，油的參數變化容易引起SFZG更大的變化，假設在換油間隔期間油品有一定程度的變質，載10.5安全范圍選擇合適的安全范圍時，宜謹慎確定，尤其是節線速度較高的齒輪傳在接觸暴露時間（tmax）很短的情況下，安全條件是基于膠合溫度的增加(ΘS>ΘSc見10.3接觸暴露時間（tmax）不應增加，除非適時降低傳動ΘS——膠合溫度，單位為攝氏度(℃);ΘBmax——最大接觸溫度，單位為攝氏度(℃);Θoil——油溫，單位為攝氏度(℃)。GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20A.1概述），），為了確定最大閃溫點/值，實際的橢圓接觸區可以用一個帶狀接觸區代替，帶狀接觸區某些情況下，對于細長的點接觸，應使用赫件下，對于實際足夠長的橢圓接觸，希望實際最大閃溫發生在接近短軸的一個點上。對于替代帶狀接觸且切向速度方向不同時，Blok[8][10][12][28]的閃溫公式見公式（A.1GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20μm——平均摩擦系數；XJ——嚙入系數（見第8章XΓ——載荷分擔系數（見第9章）；wBn——法向單位載荷，單位為牛頓每毫米（N/mm見公式wBn=·······························αwn——法面嚙合角，單位為度(°),見公式（A.3）：αwn=arcsin(sinαwt.cosβb)···························(A.3)βw——嚙合螺旋角，單位為度(°),見公式（A.4）：=arctan·······························bH——赫茲接觸半寬，單位為毫米（mm）；vg1——小輪切向速度，單位為米每秒（m/svg2——大輪切向速度，單位為米每秒（m/sγ1——小輪切向速度的方向角，單位為度(°);γ2——大輪切向速度的方向角，單位為度(°)。適用于圓柱齒輪傳動的閃溫公式，如公式（A注：為了避免旋轉頻率單位的不正確表達，公式用節線速度和中心距表示，而不是更符合邏輯的旋轉.XM.XJ.XG.0.75.····················XM）；XJ——嚙入系數（見第8章XG——幾何系數；GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20），XG=0.51.Xαβ0.5.·····················XΓ——載荷分擔系數（見第9章），Xαβ=1.22.(sinαwt)0.25.(cosαwt)?0.然而，角度系數Xαβ接近于1（見表A.1），其近似值可取為1.00。β=0°β=10°β=20°β=30°18°20° 22°24°26°28°———A.4熱彈系數XM=E.25.··················Er——當量彈性模量，單位為牛每平方毫米（N/mm2），如公式（A.10）所示：GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20··························E1——小齒輪材料的彈性模量，單位為牛頓每平方毫米（N/mm2E2——大齒輪材料的彈性模量，單位為牛頓每平方毫米（N/mm2M10.5······························(M20.5······························(A.12)E0.25····································E0.25····································對于馬氏體鋼，λM的范圍為41N/(s·K)～52N/(s·K)，ρM·cM大約是3.8N/(mm2·K)，所以N/(mm·s1/2·K)，不會引入太大的誤差。對于由代表性鋼制XM=50.0K.N-3/4.s1/2.m-1/2.mm························(A.14)GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20如果齒廓需要修形，應通過設計和制造會得到合適的修形量，以滿足均載要求。如圖6所示。小輪和大輪的最佳齒頂修緣量的近似計算如公Ceff=·······················Ceff=·································KA——使用系數；Kmp——分支系數（見5.3Ft——切向力，單位為牛（N）；b——齒寬，單位為毫米（mmαt——端面壓力角，單位為度(°);cγ——嚙合剛度，單位為牛每毫米微米[N/(mm·μm)]。εα＜1例如計算εα時假定的齒頂圓直徑等于修緣區開始的直徑）。為齒頂修緣量和相嚙齒輪的偏向齒體內的齒根修形量之和，見公式（B.2）和公式（B.3+Cf22····························=Ca2+Cf12····························對于圓柱形齒輪，見公式（B.4）和公式）：.············(B.4)?.···············(B.5)mn——法向模數，單位為毫米（mmda1——小輪的齒頂圓直徑，單位為毫米（da2——大輪的齒頂圓直徑，單位為毫米（a——中心距，單位為毫米（mmαwt——端面嚙合角，單位為度(°);ΓE——嚙合線上E點的參數。GB/Z3480.20—XXXX/ISO/TS6336-20[1]ISO53Cylindricalgearsforgeneralandheavyengineering—Standardbasicracktoothprofile[2]ISO701:1998Internationalgearnotation—Symbolsforgeometricaldata[3]ISO6336-2Calculationofloadcapacityofspurandhelicalgears—Part2:Calcu[4]ISO6336-3Calculationofloadcapacityofspurandhelicalgears—Part3:Calcbendingstrength[5]ISO6336-5Calculationofloadcapacityofspurandhelicalgears—Part5:Strengthandqualityofmaterials[6]ISO6743-6Lubricants,industrialoilsandrelatedproducts(classL)—Classification—Pa[7]ISO14635-1Gears—FZGtestprocedures—Part1:FZGtestmethodA/8,3/90forrelativescuffingload-carryingcapacityofo[8]BlokH.Lestempératuresdesurfacedanslesconditionsdegraissagesouspressionsextrêmes.Proc.2ndWorldPetroleumCongress,Paris,1937,sect[9]BlokH.,Measurementoftemperatureflashesongearteethunderextremepressureconditions.Proc.[10]BlokH.,Theoreticalstudyoftemperatureriseatsurfacesofactualcontactunderoilinesslubricatingconditions.Proc.GeneralDisc.Lub[11]BlokH.,Surfacetemperaturemeasurementsongearteethunderextremepressurelubricatingconditions.PowerTr[12]BlokH.Lubricationasageardesignfactor.Proc.Int.Conf.onGearing,London,1[13]BlokH.Thepostulateabouttheconstancyofscoringtemperature.Interdisciplinaryapproachtothelubricationofconcentratedcontacts.Proc.NASASymp.Interdiscipl.approachtothel[14]BlokH.Thermalnetworkforpredictingbulktemperaturesingeartransmissions.Proc.7thRoundtranslationintoFrench,seeBulletinno.59,3-13,Soc[15]BlokH.Thermalinstabilityofflowinelasto-hydrodynamicfilmsasacauseforcavitation,collapseandscuffing.Leeds-LyonSymp.,Univ.ofLeeds,1974.[16]SalomonG.,Failurecriteriai[17]CzichosH.,Failurecriteriainthinfilmlubrication;investigationsofthedifferentstagesoffilmfailur[18]BegelingerA.,deGeeA.W.J.,LubricationofslidingpointcontactsofAISI52100steel-theinfluence[19]BolaniG.,FailurecriteriainthinfilmlubricationwithE[20]BegelingerA.,deGeeA.W.J.,ThinfilmlubricationofslidingpointcontactsofAISI52100steel.Wear,[21]FowleT.I.Gearlubrication:relatin[22]BegelingerA.,deGeeA.W.J.,Failureofthinfilmlubrication-adetailedstudyofthelubricantfilm[23]CzichosH.,Influenceofasperitycontactconditionsonthefailureofslidingelastoh[24]Schi