6 磨擦因數(shù)

在一個(gè)嚙合周期內(nèi)，影響齒輪輪齒間磨擦的一些因素是變化的。兩個(gè)嚙合齒面間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且在一個(gè)齒面是均勻的加速，而在別一個(gè)齒面上是均勻的減速。僅在節(jié)點(diǎn)位置是純滾動(dòng)。在任何其他位置都存在滾動(dòng)和滑動(dòng)。作用在兩嚙合齒面上的載荷也隨著嚙合位置的變化而變化。這些因素引起油膜厚度、潤(rùn)滑狀態(tài)和磨擦因數(shù)的連續(xù)變化。即使在相同的嚙合位置，對(duì)于不同的輪和不同時(shí)間，磨擦因數(shù)也可能是變化的。

為消除各種影響，認(rèn)為局部磨擦因數(shù)適用于相關(guān)局部點(diǎn)處磨擦因數(shù)的示值。通過(guò)計(jì)算或測(cè)量來(lái)幾何確定局部磨擦因數(shù)的變化是很困難的。因此，用代表性的磨擦因數(shù)的平均值來(lái)代替局部磨擦因數(shù)的值。

通常所使用的是磨擦因數(shù)的平均值（沿接觸軌跡），即使這個(gè)值是變化的。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，常常忽略了一些重要的影響因素，例如確定入口黏度的本體溫度和潤(rùn)滑狀況。

平均磨擦因數(shù)^2）（²⁾平均磨擦因數(shù)定義為沿接觸軌跡局部磨擦因數(shù)的平均值。盡管節(jié)點(diǎn)處的實(shí)際局部磨擦因數(shù)與定義在整個(gè)接觸軌跡上的平均磨擦因數(shù)不同，但平均磨擦因數(shù)可按節(jié)點(diǎn)來(lái)表達(dá)。）μm取決于端面嚙合線的幾何參數(shù)、切向速度、法向載荷、入品黏度（相同于輪齒在本體溫度處的黏度）、壓黏系數(shù)、當(dāng)量彈性模量、表面粗糙度、法向相對(duì)曲率半徑。其他的一些影響因素（如公式中的和使用現(xiàn)場(chǎng)的）也必須要考慮，當(dāng)然，要取決于進(jìn)一步的研究。通過(guò)量綱的分析[33]，有些很小的影響量可能被略去，影響量的數(shù)目可能會(huì)減少。

可用各種方法來(lái)測(cè)量和估算磨擦因數(shù)，應(yīng)根據(jù)磨擦因數(shù)來(lái)選擇極限接觸溫度。

6.1平均磨擦因數(shù)，A法

用齒輪實(shí)驗(yàn)或柱——環(huán)實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出開(kāi)始膠合時(shí)的磨擦因數(shù)。此法的極限接觸溫度相對(duì)較高。

6.2平均磨擦因數(shù)，B法

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在有規(guī)則的工作條件下使用較小的磨擦因數(shù)，最后計(jì)算磨擦因數(shù)可用一些合適的公式進(jìn)行，即這些公式包含了相當(dāng)于齒輪本體溫度的絕對(duì)（動(dòng)力）黏度η_L。此法的極限接觸溫度相對(duì)較低，見(jiàn)第10章。

6.3平均磨擦因數(shù)，C法

如果計(jì)算開(kāi)始時(shí)，還不知道本體溫度，通常工作條件下的平均磨擦因數(shù)可用下式計(jì)算：

式中：

w_Bt——切向單位載荷，見(jiàn)式（11）或式（12），單位為牛每毫米（N/mm）；

v_g∑C——節(jié)點(diǎn)的切向速度之和，單位為米每秒（m/s）；

   v_g∑C =2·v_t·sina_wt………………………………(26)

v_t——節(jié)圓線速度，單位為米每秒(m/s),如果v_t＞50m/s時(shí)，在式（26）中取v_t=50m/s；

ρ_relC——端面相對(duì)曲率半徑（當(dāng)г_y=0時(shí)，按式（6）計(jì)算），單位為毫米（mm）；

X_L——潤(rùn)滑劑系數(shù)：

η_oil——在油溫Θ_oil下的動(dòng)力黏度，單位為毫帕秒（mPa·s）；

X_R——粗糙度系數(shù)

式中：

Ra₁——跑合前的小輪齒面粗糙度Ra,單位為微米（μm）（適當(dāng)跑合后Ra₁可降低到初始值的大約60%）；

Ra₂——跑合前的小輪齒面粗糙度Ra,單位為微米（μm）（適當(dāng)跑合后Ra₂可降低到初始值的大約60%）。