| 5 基本公式
5.1 接觸溫度
在引言中已經(jīng)敘述過，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。
ΘB=ΘMi+Θfl……………………………………(1)
閃溫溫度沿接觸軌跡的變化見圖2。
最大接觸溫度為：
ΘBmax=ΘMi+Θflmax……………………………………(2)
式中：
Θflmax——Θfl的最大值，它不是位于嚙入軌跡上就是位于嚙出軌跡上。
膠合的可能性可通過計(jì)算最大接觸溫度和其臨界值的比較進(jìn)行預(yù)測。接觸溫度的臨界值可通過齒輪膠合實(shí)驗(yàn)確定，或通過使用現(xiàn)場的調(diào)查研究確定。
a 在嚙合線上的位置
圖2沿接觸軌跡的接觸溫度
對于膠合危險性的可靠評價，重要的是在分析中，要使用齒輪本體溫度的精確值。
5.2閃溫公式
對于（近似）帶狀接觸區(qū)和不同方向的切向速度（如準(zhǔn)雙曲面齒輪），布洛克閃溫公式[12][14][16][32]最常用的表達(dá)式見附錄A，即：
對于具有帶狀接觸區(qū)和切向速度平行的圓柱齒輪和錐齒輪，常用的表達(dá)式見附錄A，即：
或用等效表達(dá)式：
式中：
μm——平均磨擦因數(shù)（見第6章）；
XM——熱彈系數(shù)（見附錄A），對于常用鋼：XM=50K·N-3/4·S1/2·m-1/2·mm；
XJ——嚙入系數(shù)（見第8章）；
Xг——載荷分擔(dān)系數(shù)（見第9章）；
wBt——端面單位載荷（見5.3）,單位為牛每毫米（N/mm）；
n1——小輪轉(zhuǎn)速，單位為轉(zhuǎn)每分（rimin）；
ρyrel——局部相對曲率半徑，單位為毫米（mm）；
ρy1——小輪齒廓局部曲率半徑，單位為毫米（mm）；
對圓柱齒輪：
ρy2——小輪齒廓局部曲率半徑，單位為毫米（mm）；
對圓柱齒輪：
對于錐齒輪，ρy1和ρy2見式（37）和式（38）。
對于Θn更適用的表達(dá)形式，見附錄A。
兩個佩克萊特?cái)?shù)必須足夠高，以使它能滿足幾乎所有可能發(fā)生膠合的情況。當(dāng)佩克萊特?cái)?shù)較低時，熱量從接觸帶區(qū)流向整個輪齒，引起不同的溫度分布，此時式（3）和式（6）無效。
式中：
ρM1——小輪材料的密度，單位為千克每立方米（kg/m3）；
ρM2——大輪材料的密度，單位為千克每立方米（kg/m3）；
CM1——小輪單位質(zhì)量的比熱，單位為焦耳每千克開爾文[J/（kg·K）]；
CM2——大輪單位質(zhì)量的比熱，單位為焦耳每千克開爾文[J/（kg·K）]；
λM1——小輪的熱導(dǎo)率，單位為千每秒開爾文[N/（S·K）]；
λM2——大輪的熱導(dǎo)率，單位為千每秒開爾文[N/（S·K）]；
對于圓柱齒輪和錐齒輪sinγ1= sinγ2=1.
5.3 端面單位載荷
圓柱齒輪端面單位載荷：
錐齒輪端面單位載荷：
式中：
Ft——節(jié)圓上的名義切向力，單位為牛（N）；
b——齒寬，單位為毫米（mm）；
beff=0.85b……………………………………(13)
KA——使用系數(shù)（對于圓柱齒輪，見GB/T3480，對于錐齒輪，見GB/T10062.1）；
KV——動載系數(shù)（對于圓柱齒輪，見GB/T3480，對于錐齒輪，見GB/T10062.1）；
KBβ——膠合承載能力計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)；
KBβ= KHβ………………………………………(14)
圓柱齒輪和錐齒輪的KHβ分別見GB/T3480和GB/T10062.1）；
KBa——膠合承載能力計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)；
KBa= KHa…………………………………………(15)
圓柱齒輪和錐齒輪的KHa分別見GB/T3480和GB/T10062.1）；
Kmp——分支系數(shù)。
分支系數(shù)Kmp是考慮多分支傳動時，每個分支上載荷分配不均勻的系數(shù)。如果沒有可靠的分析數(shù)據(jù)可用時，可用下列方法確定：
——對于具有np(np3)個行星齒輪的行星齒輪傳動：
——對于在滿載下，齒輪空心軸扭轉(zhuǎn)角為Φ（°）的雙聯(lián)齒輪：
Kmp =1+(0.2/Φ) …………………………………………(17)
——對于外加軸向力為Fex的雙斜齒輪：
——對于其他情況：
Kmp =1……………………………………………(19)
5.4 本體溫度的分布
齒輪傳動最主要的磨擦損失是輪齒嚙合區(qū)的磨擦損失。其損失形式主要由于輪齒的磨擦而產(chǎn)生熱量。由于多余的供油側(cè)面排放消耗的機(jī)械“泵”能，有時不能忽略。由軸承（滾動軸承或滑動軸承）產(chǎn)生的損失是另一種不可避免的磨擦損失。對于高速齒輪傳動，滑動軸承產(chǎn)生的熱量可能比齒輪嚙合產(chǎn)生的熱量大得多。另一些熱源是攪油和油封的磨擦。所有以上熱源有下列共同特點(diǎn)：
——對于每種熱源，流體的磨擦取決于各自動轉(zhuǎn)條件下的潤滑油黏度；
——所有熱源的熱量是相互聯(lián)系的，通過傳動元件到散熱裝置，如周圍的空氣或冷卻系統(tǒng)。
熱量的相互聯(lián)系可用下列計(jì)算方法：
——離散組元的有限元法；
——擴(kuò)散圖法；
——熱網(wǎng)絡(luò)類比法[18]。
接觸面的本體溫度ΘMi可能適當(dāng)?shù)厝蓚�相接觸輪齒的整體本體溫度ΘM1和ΘM2的平均值。
下式為較精確的近似公式（在佩克萊特?cái)?shù)較高時）：
當(dāng)  的比值在一個相當(dāng)廣的范圍內(nèi)時，可用簡單的數(shù)學(xué)平均式來近似計(jì)算： 當(dāng)閃溫長期超過150℃時，可能對齒面疲勞有不利的影響。
5.5本體溫度的粗略近似
為了粗略地研究本體溫度，可用油溫（要考慮噴油潤滑對熱傳遞帶來的一些阻礙因素）加上決定閃溫溫度的那一部分取最大值之和來估算。
ΘM=Θoil+0.47Xs·Xmp·Θflm……………………………………(22)
式中：
對于噴油潤滑：Xs =1.2；
對于油浴潤滑:Xs =1；
對于具有附加噴油潤滑冷卻的嚙合：Xs =1.0；
對于為提供足夠的冷卻而將齒輪浸沒在油中時：Xs =0.2；
對于一個小輪與np個大輪嚙合：
Θflm——沿接觸軌跡的平均閃溫，單位為攝氏度（℃）
然而，為了可靠地評價膠合的危險性，重要的是在分析中，要用齒輪本體溫度的精確值來替代粗略的近似值。 |
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