5輪齒折斷和安全系數(shù)
通常輪齒折斷使齒輪工作壽命結(jié)束，有時(shí)由于一個(gè)輪齒的折斷引起齒輪箱的所有齒輪損壞；在某些情況時(shí)，全使輸入和輸出軸間的傳動(dòng)裝置損壞。
因此，選用的彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)SF應(yīng)大于接觸強(qiáng)度安全系數(shù)SH的平方（選用安全系數(shù)的一般說(shuō)明見(jiàn)GB/T 10062.1）。
彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，對(duì)于弧齒錐齒輪應(yīng)取SFmin≥1.3；對(duì)于直齒輪或βm＜5°的弧齒錐齒輪，應(yīng)取SFmin≥1.5。最小安全系數(shù)的值建議由制造商和用戶協(xié)商確定。
6計(jì)算輪齒彎曲強(qiáng)度的公式
6.1概述
比較下面的應(yīng)力值，可以確定輪齒的抗彎承載能力：
——彎曲應(yīng)力，根據(jù)輪齒的幾何尺寸，制造精度，輪緣、軸承和軸承座的剛性，傳遞的轉(zhuǎn)矩等，用彎曲應(yīng)力公式（見(jiàn)6.2）進(jìn)行計(jì)算。
——許用應(yīng)力，考慮齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)工作條件的影響，用許用齒根應(yīng)力公式（見(jiàn)6.3）進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算的齒根應(yīng)力應(yīng)σF小于許用齒根應(yīng)力σFP
注：許用應(yīng)力是一個(gè)參考的應(yīng)力“數(shù)”；因?yàn)槭怯稍囼?yàn)得到的一個(gè)單純的應(yīng)力，而不是由GB/T 10062本部分計(jì)算得到的，所以采用這個(gè)名稱。為了使和設(shè)計(jì)的齒輪狀況相類似，應(yīng)用一個(gè)完全獨(dú)立的計(jì)算值修正試驗(yàn)得到的極限應(yīng)力為許用應(yīng)力。
6.2齒根應(yīng)力
6.2.1概述
大小齒輪的齒根應(yīng)力分別按下式計(jì)算：
σF=σF0KAKVKFβKFα≤σFP…………………………（1）
式中：
σF0——齒根應(yīng)力基本值，其定義是一個(gè)理想的齒輪在名義轉(zhuǎn)矩下引起的齒根處的最大拉應(yīng)力。
KA、KV、KFβ、KFα見(jiàn)GB/T10062.1。
6.2.2齒根應(yīng)力基本值σF0-B1——B1法
齒根應(yīng)力基本值是根據(jù)齒根處（齒根圓角與30°切線相切處）最大的拉應(yīng)力計(jì)算的。載荷作用的位置為：
a)單對(duì)齒嚙合區(qū)外界點(diǎn)（ενβ=0）；
b)接觸區(qū)中點(diǎn)（ενβ≥1）；
c)作用在a)和b)之間的位置。
d)用Yε把作用在齒頂?shù)妮d荷轉(zhuǎn)換到作用的位置。
式中：
Fmt——齒寬中點(diǎn)分度圓錐上的名義切向力（見(jiàn)GB/T 10062.1）；
b——齒寬；
YFa——齒形系數(shù)（見(jiàn)第7章）；YFa是考慮載荷作用在齒頂時(shí)，齒形對(duì)名義彎曲應(yīng)力的影響；
YSa——應(yīng)力修正系數(shù)（見(jiàn)第7章），YSa是考慮把載荷作用在齒頂時(shí)的名義彎曲應(yīng)力轉(zhuǎn)換為齒根應(yīng)力基本值的系數(shù)，所以YSa考慮到齒根危險(xiǎn)截面處（齒根圓角處）齒根應(yīng)力增加的影響，和該處應(yīng)力集中的影響一致，但不影響彎矩的力臂；
Yε——重合度系數(shù)（見(jiàn)第8章）是考慮把載荷作用在齒頂時(shí)的齒根應(yīng)力基本值，換算為載荷在作用位置時(shí)的齒根應(yīng)力基本值；
YK——錐齒輪系數(shù)，是考慮較小的lb′值與齒寬b的比及接觸線傾斜的影響；
YLS——載荷分擔(dān)系數(shù)，是考慮兩對(duì)或多對(duì)相嚙合輪齒間的載荷分配。
6.2.3齒根應(yīng)力基本值σF0-B2——B2法
應(yīng)用B2法時(shí)，用復(fù)合幾何系數(shù)YP代替計(jì)算齒根應(yīng)力基本值的式（2）中的系數(shù)YFa、Ysa、Yε、YLS和YK，所以
YP的值用下式計(jì)算
代入式（3），得
式中：
YA——B2法的留任齒輪校正系數(shù)，用于一般的滲碳的和表面淬火的錐齒輪（見(jiàn)附錄A）；
YJ——B2法的彎曲強(qiáng)度幾何系數(shù)（見(jiàn)9.2）。
彎曲強(qiáng)度幾何系數(shù)YJ考慮了以下因素的影響：齒形、最大的破壞載荷作用的位置、由于齒根幾何形狀引起的應(yīng)力集中、相嚙合齒輪副中相鄰齒間的載荷分配、相嚙合的大小齒輪間齒厚的比、齒長(zhǎng)方向修形后的有效齒寬、一對(duì)齒輪副中一個(gè)齒輪延長(zhǎng)齒寬引起的影響，以及包括了作用在輪齒上載荷的切向（彎曲）和徑向（壓縮）分力的作用。
6.3許用齒根應(yīng)力
6.3.14概述
大小齒輪的許用齒根應(yīng)力σFP要分別計(jì)算，要根據(jù)實(shí)際齒輪的幾何相似性、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和制造情況進(jìn)行計(jì)算。
式中：
σFE——包括了應(yīng)力修正系數(shù)的彎曲疲勞極限，σFP=σFlimYST，假設(shè)材料（包括熱處理）在全彈性狀態(tài)下，無(wú)缺口試件的基本彎曲強(qiáng)度；
σFlim——由試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，其值與試驗(yàn)齒輪的材料、熱處理、齒根圓角的幾何尺寸有關(guān)（見(jiàn)GB/T8539）；
YST——應(yīng)力修正系數(shù)，與試驗(yàn)齒輪的尺寸有關(guān)，YST=2.0；
SFmin——最小安全系數(shù)（見(jiàn)GB/T 10062.1）；
YδrelT——相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)（見(jiàn)第10章），是考慮計(jì)算齒輪齒根圓角敏感系數(shù)與試驗(yàn)齒輪的不同對(duì)許用應(yīng)力值的影響（YδrelT=Yδ/YδT考慮材料對(duì)圓角的敏感性）；
YRrelT——相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)（見(jiàn)第11章）（YRrelT=YR/YRT考慮齒根圓角狀況與試驗(yàn)齒根狀況的關(guān)系）；
YX——齒根強(qiáng)度的尺寸系數(shù)（見(jiàn)第12章），是考慮模數(shù)對(duì)齒根強(qiáng)度的影響；
YNT——壽命系，考慮齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)次數(shù)的影響。
6.3.2計(jì)算的安全系數(shù)
大小齒輪的彎曲強(qiáng)度的計(jì)算安全系數(shù)要分別計(jì)算，根據(jù)許用齒根應(yīng)力值用下式計(jì)算：
注：這是與傳遞的轉(zhuǎn)矩有關(guān)的計(jì)算安全系數(shù)。
關(guān)于安全系數(shù)和失效概率見(jiàn)GB/T10062.1。
