3.8彈性系數(shù)ZE
彈性系數(shù)ZE是用以考慮材料彈性模量E泊桑比v對(duì)赫茲應(yīng)力的影響。其數(shù)值可按實(shí)際的材料彈性模量E和泊桑比v由式(120)計(jì)算得出。對(duì)于某些常用材料組合的ZE可參考表14查取。
齒輪1 |
齒輪2 |
ZE |
材料 |
彈性模量E1
N/mm2 |
泊桑比v1 |
材料 |
彈性模量E2
N/mm2 |
泊桑比v2 |
|
鋼 |
206000 |
0.3 |
鋼 |
206000 |
0.3 |
189.8 |
鑄鋼 |
202000 |
188.9 |
球墨鑄鐵 |
173000 |
181.4 |
灰鑄鐵 |
118000~12600 |
162.0~165.4 |
鑄鋼 |
202000 |
0.3 |
鑄鋼 |
202000 |
0.3 |
188.0 |
球墨鑄鐵 |
173000 |
180.5 |
灰鑄鐵 |
118000 |
161.4 |
球墨鑄鐵 |
173000 |
0.3 |
球墨鑄鐵 |
173000 |
0.3 |
173.9 |
灰鑄鐵 |
118000 |
156.6 |
灰鑄鐵 |
118000~126000 |
0.3 |
灰鑄鐵 |
118000 |
0.3 |
143.7~146.0 |
3.9齒形系數(shù)YF,YFa
齒形系數(shù)是用以考慮齒形對(duì)名義彎曲應(yīng)力的影響,以過齒廓根部左右兩過渡曲線與30°切線相切點(diǎn)的截面作為危險(xiǎn)截面時(shí)行計(jì)算。
3.9.1齒形系數(shù)YF
齒形系數(shù)YF是考慮載荷作用于單對(duì)齒了合區(qū)上界點(diǎn)時(shí)齒形對(duì)名義彎曲應(yīng)力的影響(參見圖25)。
3.9.1.1外齒輪的齒形系數(shù)YF
按圖25所示定義,外齒輪的齒形系數(shù)YF可由下式確定:
式中:mn——齒輪法向模數(shù);
αn——法向分度圓壓力角;
αFen,hFe,sFn的定義見圖25。
式(123)適用于標(biāo)準(zhǔn)或變位的直齒輪和斜齒輪。對(duì)于斜齒輪,齒形系數(shù)按法截面確定,即按當(dāng)量齒數(shù)ZV進(jìn)行計(jì)算。大、小輪的齒形系數(shù)應(yīng)分別確定。ZV應(yīng)按式(128)計(jì)算,或由圖30至圖32查取。
用齒條刀具加工的外齒輪的YF可用表15中的公式計(jì)算。
本計(jì)算方法需滿足下列條件:
a.30°切線的切點(diǎn)應(yīng)位于由刀具齒頂圓角所展成的齒根過渡曲線上。
b.刀具齒頂必須有一定大小的圓角,即ρao≠0。刀具的基本齒廓尺寸見圖26。
3.9.1.2內(nèi)齒輪的齒形系數(shù)YF
內(nèi)齒輪的齒形系數(shù)YF不僅與齒數(shù)和變位系數(shù)有關(guān),且與插齒刀的參數(shù)有關(guān)。為了簡(jiǎn)化計(jì)算,可近似按替代齒條計(jì)算(見圖27)。替代齒條的法向齒廓與基本齒條相假,齒高與內(nèi)齒輪相同,法向載荷作用角αFen等于αn,并以腳標(biāo)2表示內(nèi)齒輪。有關(guān)計(jì)算公式見表16(適用于Z2>70)。
表16內(nèi)齒輪齒形系數(shù)YF的有關(guān)公式
3.9.2齒形系數(shù)YFa
齒形系數(shù)YFa是考慮當(dāng)載荷作用于齒頂時(shí)齒形對(duì)名義彎曲應(yīng)力的影響,用于近似計(jì)算。
3.9.2.1外齒輪的齒形系數(shù)YFa
按圖28定義,外齒輪的齒形系數(shù)YFa可由下式確定:
式(144)適用于標(biāo)準(zhǔn)或變位的直齒輪和斜齒輪。大、小輪的YFa應(yīng)分別確定。
對(duì)于斜齒輪,齒形系數(shù)按法截面確定,即按當(dāng)量齒數(shù)ZV確定,當(dāng)量齒數(shù)ZV可用式(128)計(jì)算,或由圖30至圖32查取。
用齒條刀具加工的外齒輪的YFa可按表17中的公式計(jì)算,或按圖33至38相應(yīng)查取。不同參數(shù)的齒形所適用的圖號(hào)見表19。
圖33至38的圖線適用于齒頂不縮短的齒輪。對(duì)于齒頂縮矩的齒輪,實(shí)際彎曲力臂比不縮矩時(shí)稍小一些,因此用以上圖線查取的值偏于安全。
3.9.2.2內(nèi)齒輪的齒形系數(shù)YFa
內(nèi)齒輪的齒形系數(shù)YFa可近似地按替代齒條計(jì)算。此替代齒條的法向齒廓與基本齒條相似,齒高與內(nèi)齒輪相同,并取法向載荷作用角αFan等于αn(參見圖29)。以腳標(biāo)2表示內(nèi)齒輪。有關(guān)計(jì)算公式見表18(適用于Z2>70)。
與圖33至38各齒形參數(shù)相對(duì)應(yīng)的內(nèi)齒輪齒形系數(shù)YFa也可由表19查取。
表17外齒輪齒形系數(shù)YFa的有關(guān)公式
表18內(nèi)齒輪形系數(shù)YFa的有關(guān)公式
*凸臺(tái)刀具Pro/mn=0.05,αpro=6°。
**內(nèi)齒輪的YFa是按z2>70,內(nèi)齒輪法向變位系數(shù)x2=0,插齒刀法向變位系數(shù)xo2=0計(jì)算的。
3.10應(yīng)力修正系數(shù)YS、YSa
應(yīng)力修正系數(shù)YS和YSa是將名義彎曲應(yīng)力換算成齒根局部應(yīng)力的系數(shù)。它考慮了齒根守濾曲線處的應(yīng)務(wù)集中效應(yīng),以及彎曲應(yīng)力以外的其他應(yīng)力對(duì)齒根應(yīng)力的影響。
應(yīng)力修正系數(shù)不僅取決于齒根過渡曲線的曲率,還和載荷作用點(diǎn)位置有關(guān)。YS用于載荷作用于單對(duì)齒嚙合區(qū)上界點(diǎn)的計(jì)算方法(方法一),YSa則用于載荷作用于齒頂?shù)挠?jì)算方法(方法二)。
3.10.1應(yīng)力修正系數(shù)YS
應(yīng)力修正系數(shù)YS僅能與齒形系數(shù)YF聯(lián)用。對(duì)于齒形角αn為20°的齒輪,YS可按式(152)計(jì)算。
對(duì)于其他齒形角的齒輪,可按此式近似計(jì)算YS。
上式適用范圍為:1≤qs<8
式中:L——齒根危險(xiǎn)截面處齒厚與彎曲力臂的比值:
SFn——齒根危險(xiǎn)截面處齒厚。外齒輪由式(131)計(jì)算,內(nèi)齒輪按式(143)計(jì)算。
hFe——彎曲力臂。外齒輪由式(137)計(jì)算,內(nèi)齒輪由式(142)計(jì)算。
qs——齒根圓角參數(shù),其值為:
ρf——30°切線切點(diǎn)處曲率半徑。外齒輪由式(132)計(jì)算,內(nèi)齒輪由式(141)計(jì)算。
3.10.2 應(yīng)力修正系數(shù)YSa
應(yīng)力修正系數(shù)YSa僅能與齒形系數(shù)YFa聯(lián)用。
對(duì)于齒形角αn為20°的齒傳輸線,YSa可按式(155)計(jì)算。對(duì)于其他齒形角的齒輪,可按此式近似計(jì)算YSa。
sFn——外齒輪由式(131)計(jì)算,內(nèi)齒輪由式(143)計(jì)算;
hFa——外齒輪由式(148)計(jì)算,內(nèi)齒輪由式(151)計(jì)算;
qs——按式(154)計(jì)算。
注意:式(152)及(155)不適用于存大磨削臺(tái)階的情況。此時(shí)YS和YSa值會(huì)大幅度增加,其值確定可參考有關(guān)資料。
用齒條刀具加工的外齒輪,其應(yīng)力修正系數(shù)YSa也可按當(dāng)量齒數(shù)和法向變位系數(shù)從圖39至44查取。
不同參數(shù)的齒形所適用的圖號(hào)見表20。
與圖39至44各齒形參數(shù)相應(yīng)的內(nèi)齒輪應(yīng)力修正系YSa也可由表20查取。
表20幾種基本齒廓齒輪的YSa
**內(nèi)齒輪的Ysa是按z2>70,x2=0,x02=0計(jì)算的。
3.11重合度系數(shù)Zε、Yε
3.11.1接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)Zε
重合度系數(shù)Zε是用以考慮重合度對(duì)單位齒寬載荷的影響。
Zε可由式(157)、(158)、(159)計(jì)算,也可根據(jù)端面重合度εα和縱向重合度εβ由圖45查得。
εα計(jì)算式中,符號(hào)“±”和“”,上面的用于外嚙合傳動(dòng),下面的用于內(nèi)嚙合傳動(dòng);
εβ計(jì)算式中,當(dāng)大小齒輪的齒寬b不一樣時(shí),采用其中較小者。
3.11.2彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)Yε
重合度系數(shù)Yε是將載荷由齒頂轉(zhuǎn)換到單對(duì)齒嚙合區(qū)上界點(diǎn)的系數(shù)。
對(duì)于1<εα<2的齒輪副,Yε可由式(162)計(jì)算。
3.12螺旋角系數(shù)Zβ、Yβ
3.12.1接觸強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)Zβ
螺旋角系數(shù)Zβ是考慮螺旋角造成的接觸線傾斜對(duì)接觸應(yīng)力產(chǎn)生影響的系數(shù)。其數(shù)值可由式(163)計(jì)算;也可根據(jù)分度圓螺旋角β由圖46查得。
3.12.2彎曲強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)Yβ
螺旋角系數(shù)Yβ是考慮螺旋角造成的接觸線段斜對(duì)齒根應(yīng)力產(chǎn)生影響的系數(shù)。其數(shù)值可由式(164)和(165)計(jì)算。
上面式中:當(dāng)εβ=1計(jì)算。當(dāng)Yβ<0.75時(shí),取Yβ=0.75。
螺旋角系數(shù)Yβ也可根據(jù)β角和縱向重合度εβ,由圖47查取。
3.13試驗(yàn)齒輪的疲勞極限σHLim,σFLim
3.13.1試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限σHLim
σHLim是指某種材料的齒輪經(jīng)長(zhǎng)期持續(xù)的重復(fù)載荷作用后(通常不少于50×106次)齒面保持不破壞時(shí)的極限應(yīng)力。其主要影響因素有:材料成分,機(jī)械性能,熱處理及硬化層深度、硬度梯度,結(jié)構(gòu)(鍛、軋、鑄),殘余應(yīng)力,材料的純度和缺陷等。
σHLim可由齒輪的負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)或使用經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出。此時(shí)需闡明線速度、潤(rùn)滑油粘度、表面粗糙度、材料組織等變化對(duì)許用應(yīng)力的影響所引起的誤差。
無(wú)資料時(shí),可參考圖48至圖52根據(jù)材料和齒面硬度查取σHLim值。取用疲勞極限區(qū)域圖上限值時(shí),必須特別注意材料的選用(質(zhì)量、成分的選擇)、材料的試驗(yàn)、良好的熱處理,并根據(jù)材料的性能、熱處理和相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。如不具備上述各項(xiàng)條件,應(yīng)按具體情況取用區(qū)域圖的中間值或下限值。
圖中的σHLim值是試驗(yàn)齒輪在持久壽命期內(nèi)失效概率為1%時(shí)的齒面接觸疲勞極限應(yīng)力。其余的試驗(yàn)條件為:齒面平均粗糙度RZ為3μm(ZR=1);節(jié)點(diǎn)線速度V為10m/s(ZV=1);礦物油潤(rùn)滑,其粘度v為100mm2/s(ZL=1)。
3.13.2試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限σFLim
σFLim是指某種材料的齒輪經(jīng)長(zhǎng)期持續(xù)的重復(fù)載荷作用后(至少3×106次)齒根保持不破壞時(shí)的極限應(yīng)力。其主要影響因素有:材料成分,機(jī)械性能,熱處理及硬化層深度、硬度梯度,結(jié)構(gòu)(鍛、軋、鑄),殘余應(yīng)力,材料純度及缺陷等。
σFLim可由脈動(dòng)試驗(yàn)或齒輪負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn),或由使用經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出。此時(shí)應(yīng)闡明模數(shù)、齒根圓角、齒根表面粗糙度等變化對(duì)許用應(yīng)力的影響所引起的誤差。
無(wú)資料時(shí),可參考圖53至圖57,根據(jù)材料的和齒面硬度查取σFLim值。取值的原則與σFLim的取值原則相同(見3.13.1款)。此外,圖中硬齒面齒輪的σFLim值適用于硬化層深度(加工后的)δ≥0.15mn的硬化齒輪和δ=0.4~0.6mm的氣體氮齒輪。當(dāng)經(jīng)氣體氮化后齒面硬度HV1>750時(shí),或不能保證淺外的硬度大于深處的硬度時(shí),或淬硬齒輪的齒廓硬化區(qū)起點(diǎn)距危險(xiǎn)截面過近時(shí),以及齒根表面狀況不良時(shí)(如加工缺陷、脫碳、氧化、回火、裂紋等),其σFLim值應(yīng)適當(dāng)降低。對(duì)于受對(duì)稱雙向彎曲的齒輪(如中間輪、行星輪),應(yīng)將圖中查得的σFLim值乘上系數(shù)0.7。對(duì)于雙向運(yùn)轉(zhuǎn)工作的齒輪,其σFLim值所乘系數(shù)可以稍大于0.7。
圖中的σFLim值是試驗(yàn)齒輪在持久壽命期內(nèi)失效概率為1%時(shí)的齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力,是通過齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)或脈動(dòng)試驗(yàn)獲得的。其余的試驗(yàn)條件為:
模數(shù)m為3~5mm;螺旋角β為0°;應(yīng)力修正系數(shù)YST為2.0;齒根圓角參數(shù)qs為2.5;齒根圓角表面平均粗糙度RZ為10μm;線速度v為10m/s;齒寬b為10~50mm;基本齒廓按GB1356-78;高精度;輪齒受單向彎曲。在上述條件下,試驗(yàn)結(jié)果會(huì)聚在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)中:
KA=KV=KFβ=KFα=YδrelT=YRrelT=YX=1
3.14壽命系數(shù)ZN,YNT
3.14.1接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)ZN
ZN是用以考慮當(dāng)齒輪只要求有限壽命(NL*<2×106~109,視材料而異)時(shí),齒輪的許用接觸應(yīng)務(wù)可以提高的系數(shù)。
ZN可由表21中的公式計(jì)算得出,也可由圖58查得。
*對(duì)于變載荷下工作的齒輪,在已知載荷圖時(shí),NL應(yīng)為其當(dāng)量循環(huán)次數(shù)。
3.14.2彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)YNT
YNT是用以考慮當(dāng)齒輪只要求有限壽命(NL*<3×106)時(shí),齒輪的許用齒根應(yīng)力可以提高的系數(shù)。
YNT可由表22中的公式計(jì)算得出,也可由圖59查得。
表22壽命系數(shù)YNT的計(jì)算公式
3.15潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)ZL、ZV、ZR
齒面間的潤(rùn)滑油膜狀況影響差齒面承載能力。影響齒面間潤(rùn)滑油膜狀況改變(與試驗(yàn)齒輪的條件相比)的主要因素有:
潤(rùn)滑油粘度——其影響用潤(rùn)滑劑系數(shù)ZL來(lái)考慮;
線速度——其影響用速度系數(shù)ZV來(lái)考慮;
齒面粗糙度——其影響用粗糙度系數(shù)ZR來(lái)考慮。
ZL、ZV、ZR的數(shù)值可由圖60、圖61、圖62分別查得。圖中的陰影區(qū)表示這三個(gè)影響系數(shù)的離散趨向。陰影區(qū)的寬度較大,表明還有其他影響因素尚未考慮。與這些圖值相應(yīng)的計(jì)算公式和必要說(shuō)明分述如下。
3.15.1潤(rùn)滑劑系數(shù)ZL
v50——在50℃時(shí)潤(rùn)滑油的名義運(yùn)動(dòng)粘度,mm2/s(cSt);
v40——在40℃時(shí)潤(rùn)滑油的名義運(yùn)動(dòng)粘度,mm2/s(cSt)。
式(191)、(192)及圖60適用于礦物油(加或不加添加劑)。應(yīng)用某些具有較小磨擦系數(shù)的合成油時(shí),對(duì)于滲碳鋼齒輪ZL應(yīng)乘以系數(shù)1.1,對(duì)于調(diào)質(zhì)鋼齒輪應(yīng)乘以系數(shù)1.4。
可以認(rèn)為,ZL對(duì)疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度具有相同的影響。
v——節(jié)點(diǎn)線速度,m/s。
可以認(rèn)為,ZV對(duì)疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度具有相同的影響。
3.15.3粗糙度系數(shù)ZR
3.15.3.1持久壽命時(shí)的粗糙度系數(shù)ZR
當(dāng)所計(jì)算的齒輪要求持久壽命時(shí)(NL>2×106~5×107,視材料而異,見3.1條),ZR可由式(195)計(jì)算得出,或由圖63查得。
RZ1、RZ2——小齒輪及大齒輪的齒面平均粗糙度*,μm。如經(jīng)事先跑合,則RZ1,RZ2應(yīng)為跑合后的數(shù)值。
a——中心距,mm。
3.15.3.2靜強(qiáng)度的粗糙度系數(shù)ZR
表面粗糙度對(duì)靜強(qiáng)度(NL<105~6·105,視材料而異,見3.14條)幾乎沒有影響,因此靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的ZR可取為1。
*大、小齒輪的齒面平均粗糙度是測(cè)得其上若干個(gè)齒面的粗糙度峰谷值的平均值。若粗糙度以Ra值給出(Ra=CLA值=AA值),則可近似。篟Z≈6Ra。
3.16工作硬化系數(shù)ZW
工作硬化系數(shù)ZW是用以考慮經(jīng)光整加工的硬齒面小齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中對(duì)調(diào)質(zhì)鋼大齒輪齒面產(chǎn)生冷作硬化,從而使大齒輪的許用接觸應(yīng)力得到提高的系數(shù)。
大齒輪齒面承載能力的提高還和其它許多因素有關(guān),如材料中的合金元素、赫茲應(yīng)力、硬化過程、表面粗糙度等。因此工作硬化效果應(yīng)優(yōu)先由試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定。如無(wú)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),ZW值可由式(198)計(jì)算得出,或由圖63查取。此公式與圖的使用條件為:小齒輪齒面的粗糙度算術(shù)平均值Ra≤1μm或平均粗糙度RZ≤6μm;大齒輪齒面硬度在HB130~400范圍內(nèi)。
當(dāng)不符合上述條件時(shí),取ZW=1。
可以認(rèn)為,ZW對(duì)疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度具有相同的影響。
3.17相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT
齒根圓角敏感系數(shù)表示在輪齒折斷時(shí),齒根外的理論應(yīng)力集中超過實(shí)際應(yīng)力集中的程度。
相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT是考慮所計(jì)算的齒輪的材料、幾何尺寸等對(duì)齒根應(yīng)力的敏感度與試驗(yàn)齒輪不同而引進(jìn)的系數(shù)。定義為所計(jì)算齒輪的齒根圓角敏感系數(shù)與試驗(yàn)齒輪的齒根圓角敏感系數(shù)的比值。
在無(wú)精度分析的可用的數(shù)據(jù)時(shí),可按下述方法分別確定YδrelT值。
3.17.1持久壽命埋的相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT
持久壽命時(shí)的相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT可按式(199)計(jì)算得出,也可由圖64查得(當(dāng)齒根圓角參數(shù)在1.5<qs<4的范圍內(nèi)時(shí),YδrelT可近似地取為1,其誤差不超壺5%)。
qs——齒根圓角參數(shù),見3.10.1款式(154);
XT*——試驗(yàn)齒輪齒根危險(xiǎn)截面外的應(yīng)力梯度與最大應(yīng)力的比值,仍可用式(200)計(jì)算,式中qs取為qsT=2.5。
表23不同材料的滑移層厚度ρ′
序號(hào) |
材料 |
圖64及圖65中的材料代號(hào) |
滑移層厚度ρ′mm |
1 |
灰鑄鐵σb=150N/mm2 |
GG |
0.3124 |
2 |
灰鑄鐵σb=300N/mm2 |
GG |
0.3095 |
3 |
經(jīng)氣體或液體氮化的調(diào)質(zhì)鋼 |
N |
0.1005 |
4 |
軟鋼σs=300N/mm2 |
St |
0.0833 |
5 |
軟鋼σs=400N/mm2 |
St |
0.0445 |
6 |
調(diào)質(zhì)鋼σ0.2=500 N/mm2 |
V |
0.0281 |
7 |
調(diào)質(zhì)鋼σ0.2=600 N/mm2 |
V |
0.0194 |
8 |
調(diào)質(zhì)鋼σ0.2=800 N/mm2 |
V |
0.0064 |
9 |
調(diào)質(zhì)鋼σ0.2=1000 N/mm2 |
V |
0.0014 |
10 |
滲碳淬火鋼 |
EG |
0.0030 |
3.17.2靜強(qiáng)度的相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT
靜強(qiáng)度的YδrelT值可按表24中的相應(yīng)公式計(jì)算得出,也可由圖65查得(當(dāng)應(yīng)力修正系數(shù)在1.5<YS<3的范圍內(nèi)時(shí),靜強(qiáng)度的相對(duì)敏感系數(shù)YδrelT近似地可取為:YS/YST;但此近似數(shù)不能用于氮化的調(diào)質(zhì)鋼與灰鑄鐵)。
表24靜強(qiáng)度的相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT
3.18相對(duì)齒根表面狀誤解系數(shù)YRrelT
齒根表面狀況系數(shù)是考慮齒廓根部的表面狀況,主要是齒根圓角處的粗度度對(duì)齒根彎曲強(qiáng)度的影響。
相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT為所計(jì)算齒輪的齒根表面狀況系數(shù)與試驗(yàn)齒輪的齒根表面關(guān)況系數(shù)的比值。
在無(wú)精確分析的可用數(shù)據(jù)中,可按下述方法分別確定*。
3.18.1持久壽命時(shí)的相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT
持久壽命時(shí)的相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT可按表25中的相應(yīng)公式計(jì)算得出,也可由圖66查得。
*對(duì)經(jīng)過強(qiáng)化處理(如噴丸)的齒輪,其YRrelT值要稍大于下述方法所確定的數(shù)值。對(duì)有表面氧化或化學(xué)腐蝕的齒輪,其YRrelT值要稍小于下述方法所確定的數(shù)值。
表25持久壽命時(shí)的相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT
材料 |
RZ<1μm |
1μm≤RZ≤40μm |
調(diào)質(zhì)鋼或滲碳淬火鋼 |
YRrelT=1.120…………(206) |
YRrelT=1.674-0.529(RZ+1)0.01……(207) |
軟鋼 |
YRrelT=1.070…………(208) |
YRrelT=5.308-4.203(RZ+1)0.01……(209) |
灰鑄鐵與氮化鋼 |
YRrelT=1.025…………(210) |
YRrelT=4.299-3.259(RZ+1)0.01……(211) |
注:上表中RZ為齒根表面平均粗糙度。
3.18.2靜強(qiáng)度的相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT
靜強(qiáng)度的相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT等于1。
3.19尺寸系數(shù)YX
彎曲強(qiáng)度計(jì)算中的尺寸系數(shù)YX是考慮在尺寸增大(mn>5mm)時(shí),使材料強(qiáng)度降低的尺寸效應(yīng)。主要影響因素為材料及其硬度和結(jié)構(gòu)尺寸。
在無(wú)可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)或經(jīng)證實(shí)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),YX可按下述方法確定。
3.19.1持久壽命時(shí)的尺寸系數(shù)YX
持久壽命時(shí)的尺寸系數(shù)YX可按表26中相應(yīng)的計(jì)算公式計(jì)算得出,也可由圖67查得。
表26持久壽命時(shí)的尺寸系數(shù)YX
材料 |
mn≤5mm |
5mm<mn<30mm |
mn>30mm |
結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼、球墨鑄鐵、
珠光體可鍛鑄鐵 |
YX=1 |
YX=1.03-0.006mn……(212) |
YX=0.85…………(213) |
表面硬化鋼 |
YX=1.05-0.01mn……(214) |
YX=0.75……(215) |
灰鑄鐵 |
5mm<mn<25mm |
mn>25mm |
YX=1.075-0.015mn……(216) |
YX=0.7…………(217) |
3.19.2靜強(qiáng)度的尺寸系數(shù)YX
靜強(qiáng)度的尺寸系數(shù)YX等于1。
3.20有限壽命計(jì)算時(shí)的ZN·ZL·ZV·ZR·ZW及YNT·YδrelT·YRrelT ·YX值
3.20.1接觸強(qiáng)度計(jì)算中有限壽命時(shí)的ZN·ZL·ZV·ZR·ZW值
如前所述,可認(rèn)為ZL、ZV和ZW對(duì)疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度具有相同的影響,而ZR只影響疲勞強(qiáng)度,對(duì)靜強(qiáng)度幾乎沒有影響。
在有限壽命時(shí)的接觸強(qiáng)度計(jì)算中,ZN·ZL·ZV·ZR·ZW的乘積值可按所要求壽命根據(jù)新S-N曲線插值確定。新S-N曲線的作圖方法可參見圖68所示的例子。其中各系數(shù)在持久壽命和靜強(qiáng)度時(shí)的取值可見前述各相應(yīng)條款。
3.20.2輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算中有限壽命時(shí)的YNT·YδrelT·YRrelT·YX值
YδrelT對(duì)疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度具有不同的影響,YRrelT及YX只影響疲勞強(qiáng)度而不影響靜強(qiáng)度。
在有限壽命時(shí)的彎曲強(qiáng)度計(jì)算中,YNT·YδrelT·YRrelT·YX的乘積值可按所要求壽命根據(jù)新S-N曲線插值確定。新S-N曲線的作圖方法可參見圖69所示的例子。其中各系數(shù)在持久壽命和靜強(qiáng)度時(shí)的取值見前述各相應(yīng)條款。
附錄
最小安全系數(shù)參考值
(參考件)
使用要求 |
最小安全系數(shù)SHmin、SFmin |
失效概率低于1/10000 |
1.50 |
失效概率低于1/1000 |
1.25 |
失效概率低于1/100 |
1.00 |
失效概率低于1/10 |
0.85* |
*采用此值時(shí),可能在點(diǎn)蝕前先出現(xiàn)齒面塑性變形。
附加說(shuō)明:
本標(biāo)準(zhǔn)是參照ISO/DP6336/Ⅰ~Ⅲ-1980制訂的,并與之等效。
本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械工業(yè)部機(jī)械科學(xué)研究院提出。
本標(biāo)準(zhǔn)由機(jī)械工業(yè)部鄭州機(jī)械研究所負(fù)責(zé)起草。
本標(biāo)準(zhǔn)起草人員有(按姓氏筆劃為序):馬先貴(東北工學(xué)院)、王壽佑(山東工學(xué)院)、車荷香(華中工學(xué)院)、馮澄宙(鄭州工學(xué)院)、朱龍根(合肥工業(yè)大學(xué))、朱孝祿(北京鋼鐵學(xué)院)、劑志善(華中工學(xué)院)、劉筱安(鄭州機(jī)械研究所)、池叔航(東方汽輪機(jī)廠)、李慶遠(yuǎn)(昆明工學(xué)院)、張和豪(上海工業(yè)大學(xué))、陳諶聞(哈爾濱工業(yè)大學(xué))、范垂本(北京鋼鐵學(xué)院)、釧毅芳(華中工學(xué)院)、黨志梁(北京鋼鐵學(xué)院)、唐定國(guó)(鄭州機(jī)械研究所)、唐增寶(華中工學(xué)院)、鄂中凱(東北工學(xué)院)、凈長(zhǎng)新(鄭州機(jī)械研究所)、傅德明(北京鋼鐵學(xué)院)、裘新君(上海工業(yè)大學(xué))、蔡春源(東北工學(xué)院)、顏思鍵(上海工業(yè)大學(xué))、潘沛霖(哈爾濱工業(yè)大學(xué))。