润滑油膜影响系数ZL、Zv、ZR

齿面间的润滑油膜影响齿面承载能力。润滑区的油黏度、相啮面间的相对速度、齿面粗糙度对齿面间润滑油膜状况的影响分别以润滑剂系数ZL、速度系数Zv和粗糙度系数ZR来考虑。齿面载荷和齿面相对曲率半径对齿面间润滑油膜状况也有影响

确定润滑油膜影响系数的理想方法是总结现场使用经验或用类比试验。当所有试验条件(尺寸、材料、润滑剂及运行条件等)与设计齿轮完全相同并由此确定其承载能力或寿命系数时,ZL、Zv和ZR的值均等于1.0。当无资料时,可按下述方法之一确定

①一般方法 计算公式见表1

表1                      ZL、Zv、ZR计算公式

有限寿命设计(NL<Nc时)

持久强度设计(NL≥Nc时)

静强度(NL≤N0时)

Kn =lg(N0/Nc)

对结构钢,调质钢,球墨铸铁(珠光体、贝氏体),珠光体可锻铸铁,渗碳淬火钢,感应淬火或火焰淬火的钢、球墨铸铁

Kn=-3.222 (允许一定点蚀)

Kn=-2.699 (不允许点蚀)

对可锻铸铁,球墨铸铁(铁素体),渗氮处理的渗氮钢、调质钢、渗碳钢,氮碳共渗的调质钢、渗碳钢

Kn=-1.301

式中:

ZLC,ZvC,ZRC为NL=Nc时得到的持久强度的值(即表中按NL=Nc算得的ZL、Zv、ZR)

N0、Nc值见表接触强度计算的寿命系数ZNT中表

当850N/mm2≤σH1im≤1200N/mm2时

当σH1im<850N/mm2时取CZL=0.83

当σH1im>1200N/mm2时取CZL=0.91

ZL=Zv=ZR=1

当850N/mm2≤σH1im≤1200N/mm2时

当σH1im<850N/mm2 时以 850N/mm2代入计算

当σH1im>1200N/mm2时以1200N/mm2代入计算

υ——节点线速度,m/s

(极限条件为:ZR≤1.15)③

当850N/mm2≤σH1im≤1200N/mm2时

CzR=0.32-0.0002σH1im

当σH1im<850N/mm2时,CzR=0.15

当σH1im>1200N/mm2时,CzR=0.08

ZL、ZV、ZR也可由图1~图3查取②

① ν50—在50℃时润滑油的名义运动粘度,mm2/s(cSt);

ν40—在40℃时润滑油的名义运动粘度,mm2/s(cSt)。

② 公式及图1适用于矿物油(加或不加添加剂)。应用某些具有较小摩擦系数的合成油时,对于渗碳钢齿轮ZL应乘以系数1.1,对于调质钢齿轮应乘以系数1.4。

③ Rz10—相对(峰-谷)平均粗糙度。

Rz1,Rz2—小齿轮及大齿轮的齿面微观不平度10点高度,μm。如经事先跑合,则Rz1,Rz2应为跑合后的数值;若粗糙度以Ra值(Ra=CLA值=AA值)给出,则可近似取Rz≈6Ra。

ρred—节点处诱导曲率半径,mm;ρred=ρ1ρ2(ρ1±ρ2)。式中“+”用于外啮合,“-”用于内啮合,ρ1、ρ2分别为小轮及大轮节点处曲率半径;对于小齿轮-齿条啮合,ρred=ρ1;ρ1,2=0.5db1,2tanα't,式中db为基圆半径。

图1  润滑剂系数ZL

图2  速度系数Zv

图3  粗糙度系数ZR

② 简化方法 ZL、Zv、ZR的乘积在持久强度和静强度设计时由表2查得。对于应力循环次数NL小于持久寿命条件循环次数Nc的有限寿命设计,(ZLZvZR)值由其持久强度(NL≥Nc)和静强度(NL≤N0)时的值参照表1的公式插值确定

表2                   简化计算的(ZLZvZR)值

计算类型

加工工艺及齿面精糙度Rz10

(ZLZvZR)N0,Nc

持久强度

(NL≥Nc)

Rz10>4μm经展成法滚、插或刨削加工的齿轮副

0.85

研、磨或剃齿的齿轮副(Rz10>4μm);滚、插、研磨的齿轮与Rz10≤4μm的磨或剃齿轮啮合

0.92

Rz10<4μm的磨削或剃的齿轮副

1.00

静强度

(NL≤N0)

各种加工方法

1.00