1．适用范围
该标准规定了锥齿传输线抗胶合能力的计算准则。
1）该标准适用于钢制的直齿、斜齿和弧齿锥齿轮（包括零度齿锥齿轮）传动。
2）该标准适用于由齿面载荷和滑动速度引起齿面高温而导致润滑油膜破裂所造成的胶合损伤（热胶合）。
2．基本公式
作为判据的齿面温度原则上可以用任何适宜的方法来确定，然后与发生胶合时的试验结果或统计结果在同等条件下确定出的齿面温度相比较来评定设计齿轮的胶合承载能力。
本标准以齿面本体温度与加权后的各啮合点瞬时温升的积分平均值之和作为计算齿面温度（积分温度）。
考虑到设计齿轮的材料及表面外理不同，本标准以修正后的试件齿面积分温度作为极限齿面（面胶合温度）。
1）计算准则
积分温度氏应满足：
…………………………（3-186）
或胶合承载能力的计算安全系数SB应满足：
SB≥SBmin…………………………（3-187）
上述式中：——积分温度，℃；
——胶合温度℃；
SB——胶合承载能力计算安全系数；
SBmin——胶合承载能力最小安全系数。
2）积分温度
积分温度按下式计算确定。该式建立的前提（载荷与温度沿啮合线的分布状况）如图1所示。
…………………………（3-188）
式中：——加权数，是考虑积分平均温升和体体温度对胶合损伤的影响程度不同而引入的系数，由试验得出。通常可以近似取为：；
——本体温度，℃；
——积分平均温升，℃。
a.本体温度
本体温度是指即将进入啮合时的齿面温度。
本体温度可用任何适宜的精确方法（如热网络法、精确测量等）来确定。用下述近似方法亦可保证必要的计算精度。
…………………………（3-189）
式中：——工作油温，℃；
——加权数，根据试验结果取其平均值为：；
——积分平均温升，℃；
——润滑系数，是考虑润滑方式对传热的影响，由试验得出：
油浴润滑时：
喷油润滑时：
b. 积分平均温升
积分平均温升是指齿面各啮合点瞬时温升沿啮合线的积分平均值，即：
………………………………（3-190）
式中：——啮合线长度，mm。
在本方法中，积分平均温升可按下述简化的公式计算确定：
…………………………（3-191）
…………………………（3-192）
式中：——假定载荷全部作用在小轮齿顶E 点时该点的瞬时温升，℃；
——重合度系数；
——平均摩擦系数；
——热闪系数，K·N-0.75·S0.5·m-0.5·mm；
——小轮齿顶E点的几何系数；
——单位齿宽载荷，N/mm；
v——节圆圆周速度，m/s；
——名义中心距，mm；
——啮入冲击系数；
——齿顶修缘系数。
3）胶合温度
胶合温度是指齿面出现胶合失效时的极限积分温度。通常是根据试验结果得出的；试验证明，对一种“油一材料”组合，为常数，不随运转条件改变。
胶合温度按下式计算：
……………………（3-193）
式中：——加权数，见公式（3-188）说明；
Xw——材料焊合系数；
——试验齿轮的本体温度和积分平均温升，℃。
4） 安全系数SB
胶合承载能力的计算安全系数SB是胶合温度与积分温度的比值，用以反映齿轮抗胶合能力的安全裕度，即
………………………………（3-194）
3有关参数和系数
1）单位齿宽载荷
单位齿宽载荷由下式计算：
……………………（3-195）
beB——齿宽，mm；
——名义切向力，N ，见GB 3480-83 《 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》；
——使用系数，见GB 3480-83；
——胶合承载能力计算的齿向载荷分布系数，取，见GB 3480-83；
——胶合承载能力计算的齿间载荷分配系数，，见GB 3480-83；
——螺旋线系数。
2)螺旋线系数
螺旋线系数是考虑到当总重合度增大时发生胶合的趋向增大而引入的修正系数。其值由试验得出，可按根据试验数据所绘制的图3-115 查取。
为便于计算机计算，图3-115中的曲线可近似用下述公式表示：
…………………………（3-196）
时： ………………（3-197）
时： ……………………（3-198）
3）平均摩擦系数
平均摩擦系数是指齿廓各啮合点处的摩擦系数的平均值。可近似用节点处的摩擦系数。
…………………………（3-199）
——单位齿宽载荷，N / mm；
——沿齿廓方向的齿面轮廓算术平均偏差，μm , 此处取两轮的平均值；
………………………………（3-200）
——润滑油在本体温度下的动力粘度，mPa·s ，可近似取为工作油温下的动力粘度；*
——两轮在啮合点处沿齿廓切线方向速度之和，m / s ，在节点处取值为：
*如要精确计算，可采用迭代方法进行计算。
…………………………（3-201）
——节圆圆周速度，m / s ；
——端面啮合角，（。）；
——两齿廓在啮合点处的综合曲率半径，mm，在节点处取值为：
…………………………（3-202）
u——齿数比，u = z2/z1≥1 ，式（17）中的“+ ”号用于外啮合，“一”号用于内啮合；
βb ——基圆螺旋角，(°）。
4） 热闪系数XM
热闪系数XM是考虑材料特性（弹性模量E 、泊松比v、热接触系数BM）和两轮在啮合点处沿齿廓切线方向速度铸之影响的系数。*
…………………………（3-204）
当大、小轮的弹性模量、泊松比、热接触系数相同时，公式（18）即可简化成下式：
………………………………（3-205）
式中，热接触系数BM为：
…………………………（3-206）
对马氏体钢，导热系数在41～ 52N/（K·s）范围之间，密度容C约为4.78×10 2 J/(kg·K)，密度约为7.8×103kg/m3,其热接触系数的平均值为： BM=13.6N/(mm·s0.5·K)………………………………（3-207）
对于常用的钢制齿轮副，E=206000N/mm2，v=0.3, BM=13.6N/(mm·s0.5·K) 其热闪系数可取为：
XM=50K·N-0.75·S0.5·m-0.5·mm…………………………（3-208）
5） 小轮齿顶几何系数
几何系数是考虑小轮齿顶E点处的几何参数对赫兹应力和滑动速度影响的系数。
…………………………（3-209）
式中：
………………………………（3-210）
………………………………（3-211）
dva1——小轮当量圆柱齿轮齿顶圆直径，mm；
dvb1——小轮当量圆柱齿轮基圆直径，mm。
6）啮入冲击系数XQ
啮入冲击系数XQ是考虑滑动速度较大的从动轮齿顶啮入冲击载荷之影响的系数，按表3-40取值。
表3-40啮入冲击系数XQ
|
驱动方式
|
齿顶重合度ε
|
XQ
|
|
小轮驱动大轮
|
1
|
|
1.4-4
|
|
0.6
|
|
大轮驱动小轮
|
1
|
|
1.4-4
|
|
0.6
|
表中：——小轮当量圆柱齿轮齿顶重合度，
………………………………（3-212）
——大轮当量圆柱齿轮齿顶重合度；
………………………………（3-213）
7)齿顶修缘系数Xca
齿顶修缘系数Xca是用以考虑齿顶修缘（或修根）对胶合的影响系数，由图3-116查取，无修缘（修根）时，XCa取值为1。
图3-116中的曲线可近似用下式表示：
XCa=1+1.55×10-2Ca (3-214)
式中εv——齿顶重合度，取εv1或εv2中的较大者，εv1及εv2由公式（3-212）及（3-213）确定。
Ca——计算用齿顶修缘量，μm，由表3-41查取，当齿顶修缘或齿顶和齿根修形达到最佳运行状况（有最佳接触区）时，取Ca=Ceff
图3-116齿顶修缘系数XCa
表3-41计算用齿顶修缘最Ca
|
驱动方式
|
齿顶重合度ε
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条件
|
Ca
|
|
小轮驱动大轮
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εv1＞1.5εv2
|
Ca1≤Ceff
|
Ca1
|
|
Ca1＞Ceff
|
Ceff
|
|
εv1≤1.5εv2
|
Ca2≤Ceff
|
Ca2
|
|
Ca2＞Ceff
|
Ceff
|
|
大轮驱动小轮
|
εv2≤1.5εv1
|
Ca1≤Ceff
|
Ca1
|
|
Ca1＞Ceff
|
Ceff
|
|
εv2＞1.5εv1
|
Ca2≤Ceff
|
Ca2
|
|
Ca2＞Ceff
|
Ceff
|
表中：Ca1、Ca2——小轮、大轮的实际齿顶修缘量（法向值），μm，当相啮合的轮齿有修根时，应取修缘量与修根量之和；
Ceff——有效修缘量，μm，指恰好能补偿轮齿弹性变形所需要的修缘量，可按下式估算：
Ceff=………………………………（28）
——名义切向力，N，见GB 3480-83 第3.1条；
——使用系数，见GB 3480-83 第3.2 条；
——啮合刚度，N/（ mm·μm )，见GB 3480-83 第3.6 条，直齿轮用单对齿刚度c′代替；
b——齿宽，mm ；
——端面重合度。
9) 重合度系数Xε
重合度系数Xε是将假定载荷全部作用于小轮齿顶时的局部瞬时温升 折算成沿沿啮合线的积分平均温升的系数。
Xε按（3-218）～(3-223)式确定。
当
…………………………（3-218）
当1≤，,＜1时(见图3-117),
…………………………（3-219）
当1≤，,＜1时(见图3-117),
…………………（3-220）
当1≤，,≥1时（见图3-117),
…………………（3-221
当2≤时（见图3-118），
…………………（3-222）
当2≤时（见图3-119），
…………………（3-223）
式中
上述公式是在假定载荷及温度沿啮合线呈线性分布等前提下建立的（如图3-117图3-118所示）。
3-117载荷与温度沿啮合线分布示意图
（1≤）
3-118载荷与温度沿啮合线分布示意图
（2≤）
10）材料焊合系数Xw
材料焊合系数Xw 是考虑设计齿轮与试验齿轮的材料及表面处理不同而引入的修正系数，它是一个相对的比值，由不同材料及表面处理的试验齿轮与标准试验齿轮进行对比试验得出。其值由表3-42 查取。
表3-42 材料焊合系数Xw
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材料及表面处理
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XW
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|
奥氏体钢（不锈钢）
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0.45
|
|
渗碳淬硬钢
|
残余奥氏体含量高于正常值
|
0.85
|
|
残余奥氏体含量正常（约20%左右）
|
1.00
|
|
残余奥氏体含量低于正常值
|
1.15
|
|
表面氮化钢
|
1.50
|
|
表面磷化钢
|
1.25
|
|
表面镀钢
|
1.50
|
|
其它情况（如调质钢）
|
1.00
|
11） 试验齿轮的本体温度和积分平均温升
试验齿轮的本体温度和积分平均温升是根据齿轮试验的数据，用公式（3-189）和公式(3-191）计算得出的。
当油品的承载能力是按照SY 2619-84 《 润滑剂承载能力测定法》 的FZG ( A /8.3/90）试验得出时，则和与载荷的关系曲线如图3-119所示。此时，和的值可根据设计齿轮所选用润滑油的粘度v40和FZG 胶合载荷级由图3-119 查取。
润滑油的胶合载荷级作为油品的性能指标，由油品的生产厂家提供。图3-119中的曲线可近似用下述公式表示：
…………………………（3-224）
……………………（3-225）
式中：T1T——胶合载荷级相应的试验齿轮小轮扭矩，N·m 。
——润滑油在40℃时的名义运动粘度，mm2/s。
胶合承载能力最小安全系数SBmin和常用油品的胶合载
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