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产业用闭式齿轮传动装配附录D(GB/Z19414-2003)-太阳集团43335.com-大阳城集团娱乐网2138

Tags: 周详行星减速机    公布工夫: 2014-10-31
附录D
(材料死附录)
交流热盘算
D.1弁言
当齿轮传动装配通报功率时,要正在各零件上发生消耗,并转换成热。这些消耗取通报功率一同,决意了齿轮箱的效力。取决于经由润滑剂会到箱体和从箱体传到四周或经由油冷却器到冷却剂的热耗散,正在大抵稳固的状况下存正在一种齿轮箱温度,当它处于高值时,会引发油的快速老化取打仗外面的较小油膜厚度,和低落轮齿体系取轴承的抗点蚀、磨损和胶合等承载才能,也低落了密封的使用寿命。从热均衡盘算看法,肯定飞溅光滑齿轮箱的预定稳态温度取喷油光滑齿轮箱经由油流取油冷却器散耗的热量是能够的。
肯定热承载才能的A法包罗了实地条件下原有齿轮箱的丈量。那能够接纳丈量功率丧失的体式格局或热耗散的体式格局,也能够两种体式格局同时接纳。对飞溅光滑齿轮箱也可用测定油箱中靠近稳态时温度的体式格局。一切单个零件的功率丧失取本附录所叙说的热耗散的计算方法可作为一种备用的B法。
本附录的计算方法必需一同运用作为肯定热承载才能的一种要领,附录C的要领也必需正在不接纳本附录状况下同时运用。从附录C和附录D的内容混淆盘算会给出一种承载才能子虚的效果。
D.1.1目标
用这些要领肯定齿轮体系的功率丧失都是能够的:内、中圆柱齿轮、锥齿轮、双曲面齿轮取蜗轮体系的取载荷无关和取载荷有关的功率丧失;加摩取滑动轴承的取载荷无关和取载荷有关的功率丧失和径向轴封的功率丧失。此法可用于单级取多级齿轮箱、转矩分流齿轮箱取行星齿轮箱。热耗散盘算可取来自箱体的辐射一样,作为自在对流或自愿对流盘算,可作为来自轴取联轴器的自愿对流取辐射盘算,作为对根蒂根基的热传导盘算,和正在运用喷油光滑的状况下作为经由过程润滑剂取中冷却器的热耗散盘算。正在靠近于稳态条件下计算是有用的;考虑到热承载才能,不包罗非稳态前提。齿轮箱中断事情(负载系数低于100%)的状况取变载荷取变速度的状况下,可正在盘算时引入一近似稳态确当量输入功率。体系的限定局限由用户去划定,即热输入的一切零件用一样体式格局标出(见图D.1),尤其是不管热流正在边接点是不是能由齿轮箱耗散或不管热流是不是从取齿轮箱衔接的机器上经由,驱动和被驱动机器衔接点皆应当思索出来。
为盘算功率丧失取热耗散,要求晓得油的温度。那必需是已知肯定一给定点,若正在思索热耗散状况下,可用迭代法肯定。
D.1.2运用
被实验台架实验所确认的运转前提可运用局限,正在盘算的各个章、节做了叙说。所述局限中的揣摸增添了不确定身分,但已证明正在较广的范围内有充足的靠近水平。
齿轮箱上种种热流状况
D.2代号取单元(见表D.1)
表D.1
代号
单元
意义
a
mm
中央距
Abot
m2
齿轮箱的底面积
Aca
m2
全部齿轮箱面积(内部的)
Afoot
m2
齿轮箱的底脚面积
Aoil
m2
全部齿轮箱面积(内部的)
Apro
m2
凸起盘片面积(箱体内部的)
Aq
m2
横截面面积
Afin
m2
全部筋片面积(箱体内部的)
Aair
m2
风冷的箱体面积
b
mm
齿宽、轴承的宽度
beff
mm
轮齿打仗宽度
bo
mm
齿宽参考值b0=10mm
Club
-
光滑系数
Csp
-
飞溅油系数
C0
N
加摩轴承静载荷额定值
C1,2
-
系数
da
mm
顶圆直径
df1
m
当量法兰直径
dw
mm
节圆直径
dm
mm
均匀轴承直径
ds
mm
当量交织轴斜齿轮的节圆直径
dsh
m
轴径
e
-
天然对数的低,e=2.718
е
mm
油里稳固时顶圆浸入深度
e0
mm
浸入深度参考值,e0=10mm
ED
-
运转系数
f0,1,2
-
轴承丧失系数
Fa
N
轴承推力载荷
Fbt
N
轮齿法背力,端截面
Fn
N
轮齿法背力,法截面
Fr
N
径向轴承载荷
g
m/s2
g=9.81m/s2
Gr
-
格拉肖失(Grashof)数
hc
mm
浸入齿轮最低点以上打仗点的高度
hca
mm
齿轮箱箱体总高度
Hv
-
轮齿丧失系数
ΔHoil
W
油的焓流
h0,1
mm
光滑间隙高度
k
W/(m2·K)
热传导系数
lf1
m
联轴器法兰确当量高度
lh
mm
液压长度=4AG/UM
lfin
m
一个散热片的深度
Lsh
m
自在轴端长度
m,m*
-
凸缘系数
m
mm
模数
n
r/min
转速
N1t
-
勤奋塞尔特(Nusselt)数
PA
W
输入功率
PAeq
W
当量输入功率
Pr
-
普朗特尔(Prandtl)数
PV
W
功率丧失
PVD
W
密封功率丧失
PVL
W
轴承功率丧失
PVX
W
附加功率丧失
PVZ
W
齿轮功率丧失
P0
W
当量轴承静载荷
P1
W
当量轴承载荷
Q
W
总热流量
Qca
W
经由过程箱体外面的热流量
Qfun
W
经由过程根蒂根基的热流量
Qrot
W
经由过程轴取联轴器的热流量
Re
W
雷诺数
Ra1,2
-
小齿轮取大齿轮的算术均匀粗拙度
S
μm
轴承的尺寸系数
t
-
持续时间
TH
min
液压丧失转矩
Tf1
Nm
法兰的温度
Tsh
K
轴的温度
TVL
K
总的轴承丧失转矩
TVLO
Nm
取载荷无关的轴承丧失转矩
TVLP1,2
Nm
取载荷有关的轴承丧失转矩
Twall
Nm
箱体壁的温度
Tair
K
冷却氛围的温度
Tperm
K
最高许用齿轮箱温度
T
K
四周温度
μ
K
齿数比
v,U
-
均匀圆周速度
Voil
m/s
喷油速度
Vo
L/min
参考喷油速度V0=2L/min
vmg
L/min
均匀滑动速度
vgs
m/s
螺旋速度
vgt1,2
m/s
齿顶总外面速度
vs
m/s
喷油速度
vt
m/s
节圆的圆周速度
vt0
m/s
参考速度,Vt0=10m/s
vair
m/s
碰撞速度
VΣc
m/s
节点总速度
VΣh
m/s
齿下偏向的总速度
VΣM
m/s
均匀分解总速度
VΣS
m/s
齿长方背的总速度
x
-
齿下批改系数
XL
-
润滑剂系数
XR
-
粗拙度系数
Y
-
Fa/Ft>e时,轴承的轴向系数
YW
-
质料系数
αfun
W/(m2·K)
齿轮箱根蒂根基的热传导系数
αca
W/(m2·K)
箱体氛围侧的传导系数
αcon
W/(m2·K)
对流引发的热传导
αkfree
W/(m2·K)
自在对流引发的热传导
αkforced
W/(m2·K)
自愿对流引发的热传导
αoil
W/(m2·K)
有油侧的热传导
αrad
W/(m2·K)
辐射引发的热传导
β
(°)
螺旋角
βb
(°)
基圆螺旋角
σH
N/mm2
接触应力
δfin
m
一个散热筋片的厚度
δwall
m
均匀箱体壁厚度
ε
-
齿轮箱箱体的辐射率
εα
-
端面重合度
ε1,2
-
小齿轮、大齿轮的齿高重合度
λfin
W/(mK)
散热筋片的热传导率
λfl
W/(mK)
法兰的热传导率
λfun
W/(mK)
根蒂根基的热传导率
λwall
W/(mK)
箱体的热传导率
λsh
W/(mK)
轴的热传导率
μ
-
摩擦因数
μmz
-
齿轮啮合的均匀摩擦因数
v40,100
mm2/s
40℃、100℃时油的活动黏度
voil
mm2/s
正在运转温度下油的活动黏度
vair
m2/s
氛围的活动黏度
ρc
mm
打仗切点确当量曲率半径
ρn
mm
法截面确当量曲率半径
ρ15
kg/dm3
15℃时油的密度
ρoil
kg/dm3
运转温度下油的密度
ω
rad/s
角速度
η
-
效力
ηf
-
散热筋片的效力
ηoil
mPas
运转温度时油的动力黏度
θoil
油温
θ∞
环境温度
注:有关下角代号的意义:
θ——取载荷无关的;
1——小齿轮;
2——大齿轮;
C——指的是节点;
n——法背的;
P——取载荷有关的。
D.3当量通报功率
为热盘算而界说的均匀当量通报功率PAeq是齿轮箱正在由额定功率PA引发的恒定名义载荷 感化下和一连事情条件下肯定的。因为长久的内部或内部过载对热均衡不起作用。也不思索内部热的散布,正在每一种状况下所有的下落系数,比方便齿轮盘算而论,KA、KV、KHβ取KHα应假定为1.0。因为跟着载荷的增添取转速的低落,摩擦因数要增添,正在雷同通报功率的运转条件下,最晦气的状况是正在低速时泛起的。
正在随时间而变的可变载荷前提情曲解下,或正在齿轮箱中运转系数低于100%时,当量通报功率应当基于如许的功率,即设定正在承认的近似稳固前提的其间与均匀的最大值。
故作为近似看法,在此期间的最大能够平均功率能够作为热当量通报功率,并用下式盘算:
正在运转系数小于100%的齿轮箱中,热当量功率PAeq,由下式肯定:
PAeq=EDPA…………………………(D.2)
其运转ED即为相对总的工夫运转工夫。这里假定稳固的运转工夫正在运转周期中是均匀分布的。当划定电动机的运转系数时,参考周期一般t=10min。
注:正在肯定滑动轴承热当量功率时,为有助于肯定公式(D.2),假定公式(D.2)中的运转系数正在尺度中为线性的。关于电动机来讲,可用运转系数的平方根去替代。关于齿轮箱来讲,正在一些制造商的阐明上是用运转系数的立方根替换的。正在这些状况下,正在以下章条中,须用PAeq去替代PA
D.4功率丧失
齿轮箱发生的总功率丧失PV不只由轮齿体系的取载荷有关的和取载荷无关的丧失PVZ及轴承的取载荷有关的和取载荷无关的丧失PVL,并且另有密封的取载荷无关的丧失PVD和其他齿轮箱零件的丧失PVX所构成。
PV=PVZO­+PVZP+PVLO­+PVLP+PVD+PVX………………………………(D.3)
效力η由通报功率PA肯定:
D.4.1齿轮的丧失
关于齿轮总的丧失是由取载荷无关的局部PVZO和取载荷有关的局部PVZP构成。关于圆柱齿轮、锥齿轮取双曲面齿轮,这些功率丧失根据尼曼和温特尔(Niemann/winter)材料[1][2]离别肯定。关于蜗轮也可实用。锥齿轮的丧失按当量圆柱齿轮体系盘算。双曲面齿轮的丧失按当量交织轴斜齿轮体系盘算[2]。
D.4.1.1圆柱齿轮、锥齿轮取双曲面齿轮的空载丧失
空载齿轮体系丧失照莫兹(Mauz)材料[3]去盘算,就莫北推导的数学公式来讲,正在飞溅取挤压丧失之间没有区分,凭据他的研讨、挤压局部能够疏忽。
a)飞溅光滑:总液压丧失转矩TH用以下式来肯定:
飞溅油系数CSP思索了受浸入浓度影响的飞溅油供应的结果,见图D.2。系数C1取C2阐明齿宽取浸入深度的影响,低浸入浓度的状况下,测出的黏度出影响,关于下浸入深度,发明黏度的影响有相反的效果:正在某些状况下跟着黏度的进步功率丧失增添了,而正在某些状况则低落了。因而正在盘算公式中没有将黏度思索出来。
式中,lh见图D.3。
式中:
eo=10mm,bo=10mm。
每给空载功率丧失可用齿轮角速度乘上空载转矩去盘算。
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b)喷油光滑:凭据[3]对实行效果的预算得出以下公式:
(1)喷油进入啮合点:
关于放射油量:V0=2L/min;
(2)喷油进入非啮合点:
TH=8.33×10-6ρoildn(vt+vs)…………………………(D.10)
公式不是无量纲的,各常数曾经选定,如许将各个变量代入后,便获得两个公式中的消耗转矩TH(N·m)。如许盘算的消耗转矩应用于配对齿轮副,乘以用于节径dw的角速度ω获得一对齿轮的功率丧失。将各个丧失加起就得到一切各对齿轮的总功率丧失。那两个公式的运用被莫兹[3]限定正在表D.2中给出的运转和设想参数范围内。抽样盘算阐明凌驾这个局限时,该两个公式也能有用运用。
表D.2根据莫兹[3]肯定的参数局限
影响变量
公式
单元
转变局限
雷诺数
Re=v1da/voil
-
4125
531428
相对浸入深度
2e/da
-
0.04
2.0
相对壁间隔
sr/da
-
0.03
3.15
顶圆直径
Da
mm
132
248
齿宽
b
mm
10
60
浸入深度
e
mm
5
135
模数
m
mm
3
6
圆周速度
v1
m/s
10
60
活动黏度
voil
mm2/s
15
240
油的密度
ρ15
kg/dm3
855
881
D.4.1.2取载荷有关的齿轮消耗
一般,库仑定律应用于部分功率丧失:
PVZP=Fn(x)μ(x)vg(x)…………………………(D.11)
轮齿法背力Fn(x),摩擦因数μ(x)取滑动速度vg(x)为正在啮合线每点x上的部分位置的数值。
公式(D.11)是凭据每一点的啮合去评价的,此公式不适用于行星齿轮箱。
因为摩擦因数随啮合线上可变的运转前提唯一很小的转变,为近似的目换,设定一个均匀摩擦因数。关于曲齿轮、锥齿轮取双典面齿轮,按下式肯定:
式中:
Ra=0.5(Ra1+Ra2);
润滑剂系数XL为:
关于矿物油XL=1.0;
关于散α烯族烃取酯类XL=0.8;
关于聚乙二醇XL=0.75(b/vs)0.2
关于磷酯尖XL=1.3;
关于牵引液XL=1.5。
当盘算μmz时,应相符以下限定前提:
a)VΣ用于Vt≤50m/s;
关于Vt>50m/s,VΣ按Vt即是50m/s盘算;
b)F/b≥150N/mm,
关于F/b<150 N/mm;μmz按F/b即是150 N/mm盘算。正在公式(D.12)中,运用上面的参数替代:
(1)关于圆柱取锥齿轮:
F=Fbtm
b=b;
VΣ=VΣC
ρ=ρcm
d1=dwim
(2)关于双曲面齿轮:
F=Fncosβ­b2
b=beff=0.85b2
VΣ=VΣm
ρ=ρn
d1=ds1
关于蜗轮箱、摩擦因数μz离别盘算,睹D.4.1.5条。
D.4.1.3圆柱齿轮取锥齿轮的取载荷有关的齿轮丧失
凭据[1]盘算取载荷有关齿轮功率丧失PVZP
PVZP=PAμmzHV……………………(D.13)
基中均匀摩擦因数μmz是凭据公式(D.12)得去的,轮齿丧失系数HV为:
D.4.1.3双曲面齿轮的取载荷有关的齿轮丧失
双曲面齿轮的取载荷有关的齿轮丧失是依托当量交织轴斜齿轮体系凭据[2]根据公式(D.10)去盘算的。摩擦因数μmz是根据公式(D.12)肯定的,而均匀总速度VΣm由下式肯定:
均匀滑动速度vgm根据[2]由下式肯定:
D.4.1.5蜗轮箱的齿轮丧失
蜗轮箱的齿轮丧失根据[2]由下式盘算:
PVZ=PVZP+PVO-PVLO…………………………(D.17)
总空载丧失PVO取轴承空载丧失PVLO凭据D.4.2条肯定。取载荷 有关的齿轮丧失PVZP由下式肯定:
PVZP=Fnμzvgm…………………………(D.18)
摩擦因数μz由下式肯定:
摩擦因数的根基值μz0对恣意质料一润滑剂的组合,正在单盘实验机上的范例前提 取vgm/ 下能够肯定。参考值睹图D.4。
凭据正在双盘机上实验获得的摩擦因数
质料系数YW是思索质料的组合的系数,参考值睹表D.3。表D.3中的值适用于外面软化磨削的蜗杆,对换量非磨削蜗杆此值应乘以1.2。
均匀滑动速度vgm取总速度 之比可从EDP顺序比方凭据[4]导出。关于ZI、ZA、ZN取ZK蜗杆的X=0的参考值:vgm/VΣ=2.7,关于ZH蜗杆的x≈0.5的参考值:vgm/VΣ=2.2。
若是没有测量方法可应用,关于具有加摩轴承、下置蜗杆取飞溅油光滑的齿轮箱,总空载功率丧失PV0可采用下式[2]盘算:
表D.3质料系数YW的参考值
蜗杆质料
质料系数YW
GZ-GuSn12Ni
0.95
GZ-GuSn12,GZ-CuSn10Zn,GZ-CuSn14
1.00
GZ-CrZn25A15,GZ-CuAl10Ni
1.10
G-GuSn12Ni
1.20
G-CuSn12,G-GuSn10Zn,GGG-70
1.30
G-CuZn25A15,G-CuAl11Ni,GG-25
1.40
D.4.2轴承丧失
D.4.2.1滚动轴承
轴承丧失转矩TVL(N·m)凭据[5]给出的近似公式盘算。丧失转矩为空载TVLOT和取载荷有关的TVLP1两局部。关于轴向受载的圆柱滚子轴承取轴向受载的滚针轴承来讲,存在一个附加丧失项目TVLP2,此项取推力的巨细有关。这些身分要离别盘算,然且将它们加起来。
关于总丧失转矩按下式肯定:
TVL=TVL0+TVLP1+TVLP2…………………………(D.21)
a)空载轴承功率丧失:那局部取决于轴承设想、光滑范例、滔滔剂黏度和轴承速度。
b)关于voiln<2000mm2/(s·min)局限,按下式肯定:
TVLO=1.6×10-8f0dm3…………………………(D.22)
关于voiln≥2000mm2/(s·min) ,按下式肯定:
TVLO=10-10 f0(voiln)2/3dm3……………………………………(D.23)
系数f0取决于轴承范例取轴承光滑(见表D.4)。
b)取载荷有关的轴承功率丧失:取载荷有关的轴承丧失转矩TVLP1取TVLP2,根据[5]运用下式肯定:
TVLP=fP1dm×10-3……………………(D.24)
式中:关于径向载荷:
TVLP=TVLP1
f=f1(见表D.5);
P1(见表D.5);
关于具有附加推力载荷的滚柱轴承:
TVLP=TVLP1+TVLP2
TVLP2:f=f2(见表D.6)
P1=Fa
凭据盘算的丧失转矩TVL,可按下式计算出轴承功率丧失PVL
PVL=TVL
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表D.4系数f0
轴承范例
光滑范例
油脂a
油雾
油溶
喷油,露立式
轴油浴
深沟球轴承
单列
单列
0.75~2b
3
1
2
2
4
4
8
自位球轴承
1.5~2b
0.7~1b
1.5~2b
3~4b
角度打仗球轴承
单列
单列
2
4
1.7
3.4
3.3
6.5
6.6
13
四点打仗轴承
6
2
6
9
圆柱滚子轴承(带连结架)
系列10,2,3,4
系列22
系列23
0.6
0.8
1
1.5
2.1
2.8
2.2
3
4
2.2c
3 c
4 c
圆柱滚子轴承(齐滚子)
单列
单列
5d
10d
-
-
5
10
-
-
滚针轴承
12
6
12
24
自位滚子轴承
系列213
系列222
系列223,230,239
系列231
系列232
系列240
系列241
3.5
4
4.5
5.5
6
6.5
7
1.75
2
2.25
2.75
3
3.25
3.5
3.5
4
4.5
5.5
6
6.5
7
7
8
9
11
12
13
14
圆锥滚子轴承
单列
6
3
6
8~10b,c
深沟推力球轴承
5.5
0.8
1.5
3
圆柱滚子轴承
9
-
3.5
7
滚针推力轴承
14
-
5
11
自位滚子推力轴承
系列292E
系列292
系列293E
系列293
系列294E
系列294
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2.5
3.7
3
4.5
3.3
5
5
7.4
6
9
6.6
10
a表值正在稳固条件下有用。关于新近油
脂光滑轴承,正在盘算中运用(2-4)f0
b低值用于轻型轴承,而下值用于统一孔径系列的重型轴承。
c.对喷油光滑有用。关于油浴光滑取立式轴,表值要更加。
d对到达20%参考转速(睹轴承参数表)的低转速有用。正在下转速盘算时该f0值要更加。
表D.5系数f1取当量轴承载荷P1
轴承范例
(0.006~0.0009)(P0/C0)0.5b
3Fa-0.1Fr
深沟球轴承
0.0003(P0/C0)0.4
1.4Y2Fa-0.1Fr
自位球轴承
角度打仗球轴承
单列
单列
0.001(P0/C0)0.33
0.001(P0/C0)0.33
Fa-0.1Fr
1.4Y2Fa-0.1Fr
四点打仗轴承
0.001(P0/C0)0.33
1.5Y2Fa+3.6Fr
圆柱滚子轴承(带连结架)
系列10
系列2
系列3
系列4,22,23
0.0002
0.0003
0.00035
0.0004
Frc
Frc
Frc
Frc
圆柱滚子轴承(不带连结架)
0.00055
Frc
滚针轴承
0.0002
Fr
自位滚子轴承
系列213
系列222
系列223
,
系列230,241
系列231
系列232
系列239
系列240
0.00022
0.00015
0.00035
0.001
0.00035
0.00045
0.00025
0.0008
1.35Y2Fa,Fr­/Fa<Y2
Fr[1+0.35(Y2 Fa­/Fr)3]
Fr­/Fa≥Y2
(齐系数列有用)
圆锥滚子轴承
单列
单列,双倍
0.0004
0.0004
2YFa
1.2 Y2Fa
深沟推力球轴承
0.0008(P0/C0)0.33
Fa
圆柱滚子推力轴承
滚针推力轴承
0.0015
Fa
自位滚子推力轴承
系列292E
系列292
系列293E
系列293
系列294E
系列294
0.00023
0.0003
0.0003
0.0004
0.00033
0.0005
Fa(Frmax≤0.55Fa)
(齐系列有用)
a若是P1<Fr,应与P1= Fr
b低值用于轻型轴承,下值用于统一孔径系列的重型轴承。
c关于附加行推载荷的滚子轴承,必需引入TVLP2­。
表D.6圆柱滚子轴承的系数f2
轴承范例
光滑范例
油脂
带连结架
EC设想
一切其他的
0.003
0.009
0.002
0.006
不带连结架
单列
单列
0.006
0.015
0.003
0.009
D.4.2.2滑动轴承
动力光滑径向轴承取行推轴承根据有关DIN尺度内的叙说停止盘算。
径向滑动轴承,如悉数或局部圆周对称的圆柱轴承根据DIN31652[6]分段的外面盘算,可倾瓦轴承按DIN31657[7]盘算。
滑动行推轴承,如扇形行推轴承的按DIN31653[8]中的划定盘算,而可倾瓦轴承按DIN31653[9]中的划定盘算。
D.4.3轴封
关于非打仗式密封,可近似天以为对功率丧失出有影响。关于径向轴封的盘算正在[10]中有论棕:
PVD=7.69×10-6dsh2n…………………………(D.26)
正在这里不包括其他型式的密封,如机械式密封。
D.5热耗散
齿轮箱由功率丧失发生的热量PV是正在确保的温度局限中由耗散的热量Q去均衡的。后者是由经由过程箱体的热耗散Qc、经由过程根蒂根基的热耗散Qfun、经由过程相连的轴和联轴器的热耗散Qrot和正在喷油光滑的状况下经由冷却油流的热传导Qoil所构成:
Q=Qca+Qfun+Qrot+Qoil…………………………(D.27)
关于热量供应取散失的均衡状况,可用迭代法盘算具有的均匀齿轮油温Qoil。正在喷油光滑状况下可按给定的齿轮油温Qoil计算出经冷却油流的热耗散,进而为所要求的油流速率取冷却器的设想供应数据。
D.5.1经由箱体的热耗散
经由过程箱体耗散的热量由下式盘算:
Qca=KAca(Qoil-Q)…………………………(D.28)
热传导系数k包孕油取箱体间的内部热传导,经由过程箱体壁周围环境的内部热传导:
一般,经由箱体的热耗散是由箱体外面具有较大值的氛围侧热阻抗去决意的。上式中前两项能够疏忽。关于较高空气速度取较好的内部热传导,能够借需求思索油液侧的热传导,可取用αoil>200W/(m2·K)作为参考值。经箱体的热传导仅正在特别状况下才思索,比方正在单壁箱体、隔声箱体取非金属箱体的状况。恰当的热传导系数λwall必需针对箱体的质料导出。
氛围侧热传导αca含有对流局部αcon取辐射局部αrad
αcaconrad…………………………(D.30)
辐射局部的αrad可由下式盘算:
ε见表D.7。
对流能够是自在对流或自愿对流,其αcon凭据芬克(Funck)[1]的研讨可用下式盘算:
式中:
关于没有散热筋片的箱体,可用以下式子示意:
自在对流:
自愿对流:
式中:
表D.7辐射率ε
质料
状况
辐射率ε
灰铸铁GG
锻造
车造或滚造
0.60~0.80
0.35~0.45
轧制表皮
车造或滚造
滚造取油掩盖
喷砂加工
喷吵取油掩盖
0.80~0.90
≈0.15
≈0.35
≈0.35
0.50~0.60
氧化物表皮
车造或滚造
≈0.15
0.15~0.10
一切上涂料的质料
具有取没有油或粉尘掩盖
0.90~0.95
关于具有根据图D.5所示带散热筋片的箱体,用以下公式盘算:
关于自在对流(Aair=0):
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散热筋片的效力η­f
式中:
关于自油对流取风冷的散热筋片外面(A­fin=Aair):
关于自在取自愿对流(Aair>Afin
D.5.2经由过程根蒂根基的热耗散
根蒂根基传导的热计算是竖立正在将齿轮箱根蒂根基支解成几个局部,每一部分被看做为一个零丁的散热片,运用从热力学得出的已知散热片盘算公式。沿各部分外面的热流Aqi相加获得全部根蒂根基的热传导量(见图D.6)。
关于根蒂根基的热耗散仅正在背上方向上(下方被子绝缘),应设定mi*=0.75mi。关于根蒂根基的热耗散同时向上取同下的状况,应设定mi*=mi
D.5.3经由过程轴取联轴器的热耗散
经由过程轴取联轴器的热耗散盘算也运用散热片公式。轴取联轴器外面有用的热传达室系数Qrot1,2遵照[12](图D.7)可作为轴的速度的函数迭代盘算。
根据图D.7,关于将轴-联轴器体系支解为两个品级体系,用以下公式盘算:
横截面积Aq,sh取Aq,fl凭据当量直径dsh和dfl离别盘算(见图D.7)。相当于从轴到联轴器的热流的外面热传导系数α*sh,face由以下关系式盘算:
变量msh取mfl由以下式子盘算:
式中,取当量直径有关的轴取联轴器上热传导系数可根据德鲁普金(DropKin)[12]去盘算。
德鲁普金[12]叙说了从三个差别局限将迁移转变轴的热传导系数作为雷诺(Reynolds)数的函数去盘算:
关于Re≤2500:
Nu=0.40Gr0.25……………………………………(D.54)
关于2500<Re≤15000:
Nu=0.095(0.5Re2+GR)0.35………………………………(D.55)
关于Re>15000:
Nu=0.073Re0.7…………………………………(D.56)
式中:
轴取联轴器的均匀Tsh取Tfl,从沿轴取联轴器长度lsh取lfl的温度转变的积分获得。正在这里用热力学去剖析有限长度杆获得的干系或用于温度转变的计逄。关于正在x=0点的轴的过热温度下式可为一种近似盘算:
正在现实齿轮箱的实验中,轴的初端过热温度大抵到达油过热温度以下20%。
联轴器确当量圆柱初端的过热温度必需用迭代法肯定,假定:
若是不消迭代法,对由轴取联轴器的初端取终端过热温度的平均温度差(Tsh,fl-T)与数学平均值,可使盘算简化。由于经由轴取联轴器的热耗散大抵仅为悉数热耗散的10%,这类简化一样平常正在现实盘算时是许可的。所以下式是实用的。
D.5.4经由内部冷却器的热耗散
经由润滑剂到内部冷却器的热函流△Hoil按下式盘算:
式中:coil=(1.7~2.1)×103可作为取油的范例无关的油的热载荷才能的近似值。至于冷却器中温差的近似值△θoil,可做以下假定:
a)没有冷却器(仅正在箱体中有管路和泵):3K~5K;
b)较大齿轮箱带冷却器,一般正在额定功率下一连运转:10K~15K;
c)较小齿轮箱带冷却器,一般正在低于70%额定功率下周期运转15K~20K.
D.6盘算效果
D.6.1飞溅光滑
关于飞溅光滑齿轮箱的油温可按所发生功率丧失取热耗散量的热均衡,用迭代法盘算:
PVoil)=Qθoil……………………(D.66)
当划定最高许用油温时,应校核这些状况下发生的的热量是不是被耗散:
PVoilmax)≤Q(θoilmax) ……………………(D.67)
若是不是如许的情曲解,为低落功率消耗所做的任何修正(比方油的黏度、油的范例),或进步热耗散(比方散热片、透风电扇等)的有效性能够预算出业。如果这类假改不合适,应供应内部冷却,转换为喷油光滑。
D.6.2喷油光滑
关于具有划定的要求喷油温度齿轮箱,经由油液取内部冷却器耗散的热函流能够盘算出来,关于冷却器中能够的温差,可计算出由各个摩擦点热耗用所需的喷油流量。
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