10膠合溫度和安全性
10.1 膠合溫度
膠合溫度是根據所選擇的潤滑油和齒輪材料的組合可能發生膠合時的接觸溫度。認為一對齒輪的材料-潤滑油-材料系統的膠合溫度有一個特定的值，這個值由相同材料-潤滑油-材料系統的齒輪試驗來確定[36]。
當使用較低添加劑的礦物油時，認為在相當廣的范圍內膠合溫度與工作條件無關。
當使用具有抗膠合或減磨添加劑的礦物油或合成油時，對于不同的材料和工作條件下，膠合溫度可能是非恒定值這一特性的確定仍需要一步研究。尤其應注意的是試驗條件和實際工作條件或設計條件之間的修正，轉換圖中（見圖1）所顯示的特性可能對這種修正的影響很大。
10.2 組織系數
引入經驗性的組織系數后，具有較低添加劑礦物潤滑油，由齒輪試驗確定的膠合溫度，可擴展到不同的齒輪鋼、熱處理或表面處理。
ΘS=ΘMT + XWΘflmaxT…………………………………(94)
式中：
ΘMT——試驗齒輪的閃溫，單位為攝氏度（℃）；
ΘflmaxT——試驗齒輪的最大閃溫，單位為開爾文（K）；
XW——組織系數（見表2）。
然而，對于通常的工作條件和使用熱彈系數的平均值時，組織系數的這個近似值受所用磨擦因數的方法的限制。如果所使用的方法是考慮磨擦因數和熱彈系數的真實值時，則不必再使用組織系數。
表2組織系數
|
材 料 |
XW |
|
調質鋼 |
1.00 |
|
磷化鋼 |
1.25 |
|
鍍銅鋼 |
1.50 |
|
液體或氣體氮化鋼 |
1.50 |
|
滲碳淬火鋼，奧氏體含量：
——低于平均值
——平均值（10%～20%）
——高于平均值 |
1.15
1.00
0.85 |
|
奧氏體鋼（不銹鋼） |
0.45 |
10.3 瞬時接觸時間
試驗[37]表明：用抗膠合油潤滑時，齒輪的膠合溫度受瞬時接觸時間的影響。瞬時接觸時間是指齒面上的一點暴露在相嚙齒的赫茲接觸帶內的時間。
一對齒面確定的瞬時接觸時間tmax為t1和t2中的最大值。
膠合溫度ΘS和接觸溫度之間關系可近似地用圖17所示的由兩條直線組成的曲線表達。
對于tmax＜tC
ΘS=ΘSC+XΘXW(tC -tmax)……………………………………………(97)
tmax≥tC
ΘS=ΘSC……………………………………………(98)
式中：
ΘSC——較長接觸時間的膠合溫度，單位為報氏度（℃）；
XΘ——膠合溫度梯度，單位為開爾文每微秒（K/μs）；
XW——組織系數；
tc——曲線變曲處的瞬時接觸時間，單位為微秒（μs）；
tmax——嚙合齒的瞬時接觸時間，單位為微秒（μs）。
對于不同的潤滑油XΘ和tc可用下列值：
——不加抗膠合添加劑：XΘ=0 K/μs，tc=18μs；
——加抗膠合添加劑：XΘ=18 K/μs，tc=18μs。
圖17 對于加抗膠合添加劑潤滑油瞬時接觸時間對膠合溫度的影響
10.4 齒輪試驗的膠合溫度
膠合溫度可由齒輪試驗確定，如Ryder[38]，FZG-Ryder[39]，FZGL-42[40]，FZGA/8.3/90[41]等方法。
試驗結果的表達應包括膠合溫度和試驗條件。如果試驗結果用其他方式表達，則應給出關系式，如：
ΘS=80+（0.85+1.4XW）·XL·（SFZG）2…………………………………（99）
式中：
XW——組合系數（見表2）；
XL——潤滑油系數（見式27）；
SFZG——FZG A/8.3/90試驗的載荷級。這里指的是發生膠合時載荷級。
然而，油有參數變化容易引起SFZG更大的變化，假定在換油間隔期間油稍微有點變質，載荷級的變化通常為±1。因此，計算時間可用比規定載荷級較小的載荷級。
10.5 安全范圍
與疲勞損傷的時間較長相比，一次簡單的瞬時過載就會引起嚴重的膠合使齒輪在較矩的時間失效。因此在選擇合適的安全范圍時，應謹慎考慮，尤其要注意運行時節線速度較高的齒輪。
在較知瞬時接觸時間tmax情況下，安全條件是基于膠合溫度的增加（ΘS＞ΘSC）(見10.3)，而瞬時接觸溫度tmax不應該增加，除非傳動功率適當降低。
安全系數定義為：
式中：
ΘS——膠合溫度，單位為攝氏底（℃）；
ΘBmax——最大接觸溫度，單位為攝氏底（℃）；
Θoil——油溫，單位為攝氏底（℃）。
然而，齒輪的實際載荷與確定的接觸溫度之間的關系很復雜，用溫度的任何比值來表達安全系數可能會引起混淆。
因此，除了試驗載荷級的說明以外（見10.4節），建議用膠合溫度與計算的最大接觸溫度之間所要求的最小差別（如≥50K）來表達安全概念。
