《直齿轮和斜齿轮承载能力计算方法 第3部分：轮齿弯曲强度的计算2020》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直齿轮和斜齿轮承载能力计算方法 第3部分：轮齿弯曲强度的计算2020（67页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、ICS 21 200 J 17 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准 GB T XXXXX XXXX ISO 6336 3 2019 部分代替 GB T 3480 1997 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第 3 部分 轮齿弯曲强度计算 Calculation of load capacity of spur and helical gears Part3 Calculation of tooth bending strength ISO 6336 3 2019 IDT 征求意见稿 XXXX XX XX 发布 XXXX XX XX 实施 GB T X
2、XXXX XXXX I 目 次 前 言 V 引 言 VII 1 范围 1 2 规范性引用文件 1 3 术语 定义 符号和缩略语 2 3 1 术语和定义 2 3 2 符号和缩略语 2 4 齿轮断齿和安全系数 9 5 基本公式 9 5 1 概述 10 5 2 弯曲强度安全系数 防止轮齿断齿 F S 10 5 3 齿根应力 F 10 5 3 1 总述 10 5 3 2 方法A 10 5 3 3 方法B 10 5 4 许用齿根弯曲应力 FP 12 5 4 1 总述 12 5 4 2 确定许用齿根弯曲应力 FP 的方法的原理 条件假设和应用 12 5 4 2 1 总述 12 5 4 2 2 方法 A 1
3、2 5 4 2 3 方法 B 13 5 4 3 许用齿根弯曲应力 FP 方法B 13 5 4 3 1 总述 13 5 4 3 2 许用齿根弯曲应力 耐久性极限 13 5 4 3 3 许用齿根弯曲应力 静强度 14 5 4 4 有限寿命和高周疲劳寿命下的许用齿根弯曲应力 FP 方法B 14 GB T XXXXX XXXX II 5 4 4 1 总述 14 5 4 4 2 图解值 14 5 4 4 3 解析值 15 6 齿廓系数 F Y 15 6 1 总述 15 6 2 齿廓系数 F Y的计算 方法 B 16 6 2 1 总述 16 6 2 2 当量直齿轮的参数 18 6 2 3 用滚刀生成的外齿
4、轮的危险截面处的法向弦长 Fn s 齿根圆角半径 F 弯曲力臂 Fe h 19 6 2 4 用插齿刀生成的外齿轮的危险截面法向弦长 Fn s 齿根圆角半径 F 弯曲力臂 Fe h 20 6 2 5 用插齿刀生成的内齿轮的危险截面处的法向弦长 Fn s 齿根圆角半径 F 弯曲力臂 Fe h 25 7 应力修正系数 S Y 25 7 1 基本用法 25 7 2 应力修正系数 S Y 方法 B 25 7 3 齿根有台阶的齿轮的应力修正系数 26 7 4 与标准试验齿轮尺寸相关的应力修正系数 ST Y 27 8 螺旋角系数 Y 27 8 1 总述 27 8 2 图解值 27 8 3 解析值 28 9
5、轮缘厚度系数 B Y 28 9 1 总述 28 9 2 图解值 28 9 3 解析值 29 9 3 1 外齿轮 29 9 3 2 内齿轮 29 10 齿高系数 DT Y 29 10 1 总述 29 10 2 图解值 30 10 3 解析值 30 GB T XXXXX XXXX III 11 弯曲耐久性极限 30 11 1 总述 31 11 2 方法 A 得到的耐久性极限 31 11 3 方法 B 得到的相关 F lim 和 FE 值的耐久性极限 31 12 弯曲强度寿命系数 NT Y 31 12 1 总述 31 12 2 寿命系数 NT Y 方法 A 31 12 3 寿命系数 NT Y 方法
6、32 12 3 1 总述 32 12 3 2 图解值 32 12 3 3 解析值 33 13 齿根圆角敏感系数 T Y和相对齿根圆角敏感系数 rel T Y 33 13 1 基本定义 33 13 2 各种齿根圆角敏感系数的定义 34 13 2 1 总述 34 13 2 2 方法A 34 13 2 3 方法B 34 13 3 方法 B 的相对齿根圆角敏感系数 rel T Y 34 13 3 1 图解值 34 13 3 1 1 耐久性极限的相对齿根圆角敏感系数 rel T Y 34 13 3 1 2 静强度的相对齿根圆角敏感系数 rel T Y 34 13 3 2 解析值 35 13 3 2 1
7、耐久性极限的相对齿根圆角敏感系数 rel T Y 35 13 3 2 2 静强度的相对齿根圆角敏感系数 rel T Y 36 14 齿根表面状况系数 R Y RT Y和相对齿根表面状况系数 R rel T Y 40 14 1 表面状况的影响 40 14 2 表面状况系数和相对表面状况系数 41 14 2 1 总述 41 14 2 2 方法A 41 14 2 3 方法B 41 GB T XXXXX XXXX IV 14 3 相对表面状况系数 R rel T Y 方法 B 41 14 3 1 图解值 41 14 3 2 解析值 42 14 3 2 1 耐久性极限的 R rel T Y 42 14
8、3 2 2 静强度的 R rel T Y 43 15 尺寸系数 X Y 43 15 1 总述 43 15 2 方法 A 的尺寸系数 X Y 43 15 3 方法 B 的尺寸系数 X Y 43 15 3 1 总述 44 15 3 2 耐久性极限和静强度下的图解值 44 15 3 3 解析值 44 15 3 3 1 耐久性极限下的尺寸系数 X Y 44 15 3 3 2 静强度下的尺寸系数 X Y 45 15 3 3 3 有限寿命的尺寸系数 X Y 45 附录 A 规范性附录 许用齿根弯曲应力 FP 46 附录 B 资料性附录 平均应力影响系数 M Y的参考值 55 附录 C 资料性附录 确定直齿
9、轮法向载荷的推导公式 57 参考文献 58 GB T XXXXX XXXX V 前 言 GB T 3480 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 拟包含下列 5 部分 第 1 部分 基本原理 概述及通用影响系数 第 2 部分 齿面接触强度 点蚀 计算 第 3 部分 轮齿弯曲强度计算 第 5 部分 材料的强度和质量 第 6 部分 变载荷条件下的使用寿命计算 本部分为 GB T 3480 的第 3 部分 本部分按照 GB T 1 1 2009 给出的规则起草 本部分代替 GB T 3480 1997 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法 中的部分内容 本部分和 GB T 3480 1997 相比 主要技术变化如下
10、 本部分完整采用了 ISO 6336 3 2019 只讲齿轮弯曲强度计算 而不涉及 ISO 6336 1 基本原 理 概述 通用影响系数和 ISO 6336 2 齿面接触强度 点蚀 计算 附录内容有很大调整和补充 修改了一些名词 如 齿向 改为 螺旋线 齿形 改为 齿廓 纵向 改为 轴向 等 本部分使用翻译法等同采用 ISO 6336 3 2019 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第 3 部分 齿轮弯 曲强度计算 与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下 GB T 3480 1 2019 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第 1 部分 基本原理 概述与通用影响 系数 ISO 6336
11、 1 2006 IDT GB T 3480 5 2008 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第 5 部分 材料的强度和质量 ISO 6336 5 2003 IDT 本部分还做了下列编辑性修改 按照汉语习惯对一些编排格式进行了修改 用小数点 代替作为小数点的 将 ISO 6336 3 2019 表 2 中的 K 改为 k 本部分由全国齿轮标准化技术委员会 SAC TC 52 提出并归口 GB T XXXXX XXXX VI 本标准起草单位 本标准主要起草人 本部分所代替标准的历次版本发布情况为 GT 3480 1983 GB T 3480 1997 GB T XXXXX XXXX VII 引 言 GB
12、 T 3480 全部 是由标题为 直齿轮和斜齿轮的承载能力计算 的国家标准 GB 技术规范 TS 和技术报告 TR 所构成 见表 1 已经或计划全部等同采用 ISO 6336 全部 国家标准提供了基于广泛接受并经过验证的计算方法 技术规范提供了仍需进一步发展的计算方法 技术报告提供了有效数据 如算例 GB T 3480 系列第 1 至 19 部分的内容包括额定工况下齿轮的疲劳分析 第 20 至 29 部分的内容主 要与润滑下的齿面接触摩擦性能有关 第 30 至 39 部分的内容是算例 GB T 3480 系列未来可以增加新 的部分对某些人员反映的情况进行说明 根据 GB T 3480 系列 见
13、表 1 进行标准化计算仅可用于标准中规定的零件 不可用于特殊零件 当需要进一步计算时 需要指明 GB T 3480 系列的相关章节或部分 使用技术规范作为特殊设计的验收 标准需要提前得到制造商和买方的同意 表1 GB T 3480 系列 截止本部分出版前的状态 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 国家标准 技术规范 技术报告 第 1 部分 基本原理 概论和一般影响因素 第 2 部分 齿面接触强度计算 点蚀 第 3 部分 轮齿弯曲强度计算 第 4 部分 齿面断裂承载能力计算 第 5 部分 材料的强度与质量 第 6 部分 变载荷条件下齿轮的使用寿命计算 第 20 部分 胶合承载能力计算 也适用于斜齿轮和准
14、双曲面齿轮 闪 温法 代替 ISO TR 13898 1 第 21 部分 胶合承载能力计算 也适用于斜齿轮和准双曲面齿轮 积 分法 代替 ISO TR 13898 2 第 22 部分 微点蚀承载能力计算 代替 ISO TR 15144 1 第 30 部分 GB T 3480 第 1 2 3 5 部分应用算例 第 31 部分 微点蚀承载能力计算算例 代替 ISO TR 15144 2 GB T XXXXX XXXX VIII 齿轮齿根处 沿齿高方向 的最大拉应力不应超过材料许用弯曲应力 这是判定轮齿弯曲强度的基 础 这种拉应力发生在工作齿侧的 拉伸圆角 处 若载荷引发裂纹 通常会首先出现在产生压
15、应力的 圆角内 即非工作齿侧的 压缩圆角 内 当加载方向为单向且为一般齿廓时 这种压裂纹很少引起齿 轮失效 而源于拉伸圆角处的初始裂纹 最有可能发生裂纹扩展 最终引起齿轮失效 在齿轮运转过程中 轮齿承受双向载荷 如 惰轮 时 可承受的载荷小于其可承受的单向载 在这种情况下 整个应力变化范围是加载齿侧齿根圆角的拉伸应力的两倍以上 在确定其许用应力时应 考虑到这一点 见 GB T 3480 5 当齿轮轮缘较薄 齿槽与齿顶间隙较窄 尤其是某些内齿轮的情况 时 初始裂纹通常会出现在压缩 圆角 由于在这种情况下 齿圈本身会发生疲劳断裂 因此有必要进行专门的研究 见第 1 章 几种计算临界齿根应力和评估相
16、关因素的方法已有说明 见 GB T 3480 1 GB T XXXXX XXXX 1 直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第3部分 轮齿弯曲强度的计算 重要提示 使用 GB T 3480 本部分的用户应注意 当采用本部分的方法对大螺旋角 30 和大 法向压力角 25 的齿轮进行计算时 计算结果需要凭经验用方法 A 进行复核 1 范围 GB T 3480 的本部分规定了具有一定轮缘厚度 外齿 R S 0 5 t h和内齿 R S 1 75 n m 的渐开线圆 柱内 外直齿轮和斜齿轮的齿轮弯曲应力计算的基本公式 在实际中 内齿轮可能会产生不同的齿轮弯 曲疲劳失效形式 即裂纹从齿根圆开始沿径向向外扩展 本部分没有提供足够的安全性 以应对其他失 效模式的轮齿弯曲疲劳 本部分考虑了对所有由齿轮传递的载荷所引起的 能够定量评估的影响齿轮应 力的因素 本标准包括了基于测试和理论研究的步骤 如 Hirt 11 Strasser 14 和 Brossmann 10 计算结果与 其他方法一致 参考文献 5 6 7 和 12 本标准所给出公式适用于符合 GB T 1356 中基本齿条 生成的齿轮齿廓的直齿轮和斜齿轮
