試驗(yàn)齒輪的疲勞極限σHlim, σFlim
8.1.1 概述
σHlim和σFlim是指某種材料的齒輪經(jīng)長(zhǎng)期持續(xù)的重復(fù)載荷作用后輪齒保持不失效時(shí)的極限應(yīng)力。其主要影響因素有：材料成分，力學(xué)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和σFlim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22～圖26根據(jù)材料和齒面硬度查取σHlim和σFlim值。
圖中的σHlim和σFlim值試驗(yàn)齒輪的失效概率為1%時(shí)的輪齒接觸疲勞和彎曲疲勞極限。對(duì)于其他失效概率和疲勞極限值，可用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法得到。
圖中硬化齒輪的疲勞極限值對(duì)滲碳齒輪適用于有效硬化層深度（加工后的）δ≥0.15mn,對(duì)于氮化齒輪，其有效硬化層深度δ=0.4～0.6mm。
在σHlim和σFlim的圖中，給出了代表材料質(zhì)量等級(jí)的三條線，其對(duì)應(yīng)的材料處理要求見(jiàn)GB8539。
ML——表示齒輪材料質(zhì)量和熱處理質(zhì)量達(dá)到最低要求時(shí)的疲勞極限取值線。
MQ——表示齒輪材料質(zhì)量和熱處理質(zhì)量達(dá)到中等要求時(shí)的疲勞極限取值線。此中等要求是有經(jīng)驗(yàn)的工業(yè)齒輪制造者以合理的生產(chǎn)成本能達(dá)到的。
ME——表示齒輪材料質(zhì)量和熱處理質(zhì)量達(dá)到很高要求時(shí)的疲勞極限取值線。這種要求只有在具備水平的制造過(guò)程可控能力時(shí)才能達(dá)到。
MX——表示對(duì)淬透性及金相組織有特殊考慮的調(diào)質(zhì)合金鋼的取值線。
在選取材料疲勞極限時(shí)，除了考慮上述等級(jí)對(duì)材料質(zhì)量熱處理質(zhì)量的要求是否有把握達(dá)到外，還應(yīng)注意所用材料的性能、質(zhì)量的穩(wěn)定性以及齒輪精度以外的制造質(zhì)量同圖列數(shù)值來(lái)源的試驗(yàn)齒輪的異同程度。這在選取σFlim時(shí)尤為重要。要留心一些常不引人注意的影響彎曲強(qiáng)度的因素，如實(shí)際加工刀具圓角的控制，齒根過(guò)渡圓角表面質(zhì)量及因脫碳造成的硬度下降等。有可能出現(xiàn)齒根磨削臺(tái)階而計(jì)算中又未計(jì)Ysg時(shí)，在選取σFlim時(shí)也應(yīng)予以考慮。
8.1.2 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限σH lim
σH lim是指某種材料的齒輪以長(zhǎng)期持續(xù)的重復(fù)載荷作用（對(duì)大多數(shù)材料其應(yīng)力循環(huán)數(shù)為5×107）后，齒面不出現(xiàn)進(jìn)展性點(diǎn)蝕時(shí)的極限應(yīng)力。
圖22a,23a,24a,25a,26a中提供的σH lim值是試驗(yàn)齒輪在標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下得到的。具體的條件如下：
中心距 a=100mm
螺旋角 β=0（Zβ=1）
模數(shù) m=3～5mm
齒面的微觀不平度10點(diǎn)高度 Rz=3μm(ZR=1)
圓周線速度 υ=10m/s(Zv=1)
潤(rùn)滑劑粘度 v50=100mm2/s(ZL=1)
相嚙合齒輪的材料相同（ZW=1）
齒輪精度等級(jí) 4～6級(jí)（GB10095-88）
載荷系數(shù) KA=KV=KHβ=KHa=1
試驗(yàn)齒輪的失效判據(jù)如下：
對(duì)于非硬化齒輪，其大小齒輪點(diǎn)蝕面積占全部工作齒面的2%，或?qū)锡X占4%；
對(duì)于硬化齒輪，其大小齒輪點(diǎn)蝕面積占全部工作齒面的0.5%，或者對(duì)單齒占4%。
8.1.3 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)期的重復(fù)載荷作用（對(duì)大多數(shù)材料其應(yīng)力循環(huán)數(shù)為3×106）后，齒根保持不破壞時(shí)的極限應(yīng)力。
圖22b,23b,24b,25b,26b中提供的σFlim值是試驗(yàn)齒輪在標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下得到的。具體的條件如下：
螺旋角 β=0（Yβ=1）
模數(shù) m=3～5mm（YX=1）
應(yīng)力修正系數(shù) YST=2
齒根圓角參數(shù) qs=2.5（Yδrel T=1）
齒根圓角表面的微觀不平度10點(diǎn)高度 Rz=10μm(Yδrel T =1)
齒輪精度等級(jí) 4～7級(jí)（GB10095-88）
基本齒廓按GB1356-87
齒寬 b=10～50mm
載荷系數(shù) KA=KV=KFβ=KFa=1
以上圖中的σFlim值適用于輪齒單向彎曲的受載狀況；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)可稍大于0.7.
8.2 壽命系數(shù)ZNT，YNT
壽命系數(shù)ZNT和YNT分別考慮齒輪壽命小于或大于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)Nc時(shí)（見(jiàn)圖27、圖28），其可承受的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力值與其相應(yīng)的條件循環(huán)次數(shù)Nc時(shí)疲勞極限應(yīng)力的比例的系數(shù)。
當(dāng)齒輪在定載荷工況工作時(shí)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL為齒輪設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)單側(cè)齒面的嚙合次數(shù)；雙向工作時(shí)，按嚙合次數(shù)較多的一側(cè)計(jì)算。當(dāng)齒輪在變載荷工況下工作并有載荷圖譜可用時(shí)，應(yīng)按附錄B（提示的附錄）中方法核算其強(qiáng)度安全系數(shù)；對(duì)于缺乏工作載荷圖譜的非恒定載荷齒輪，可近似地按名義載荷乘以使用系數(shù)KA來(lái)核算其強(qiáng)度。
條件循環(huán)次數(shù)Nc是齒輪材料S-N（即應(yīng)力-循環(huán)次數(shù)）曲線上一個(gè)特征拐點(diǎn)的循環(huán)次數(shù)，并取該點(diǎn)處的壽命系數(shù)為1.0，相應(yīng)的S-N曲線上的應(yīng)力稱為疲勞極限應(yīng)力。
8.2.1 接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)ZNT
接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)ZNT應(yīng)根據(jù)實(shí)際齒輪實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出S-N曲線求得，它與一對(duì)相嚙合齒輪的材料、熱處理、直徑、模數(shù)、齒面粗糙度、節(jié)線速度及使用的潤(rùn)滑劑明關(guān)。當(dāng)直接采用S-N曲線確定和S-N曲線實(shí)驗(yàn)條件完全相同的齒輪壽命系數(shù)ZNT時(shí)，應(yīng)取有關(guān)的影響系數(shù)ZR、ZV、ZL、ZW、ZX的值均為1.0。
當(dāng)無(wú)合適的上述實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可用時(shí)，ZNT可由表25中的公式計(jì)算得出，也可由圖27查取。
8.2.2彎曲強(qiáng)度和壽命系數(shù)YNT
彎曲強(qiáng)度和壽命系數(shù)YNT應(yīng)根據(jù)實(shí)際齒輪實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出的S-N曲線求得，它與材料、熱處理、載荷平穩(wěn)程度、輪齒尺寸及殘余應(yīng)力有關(guān)。當(dāng)直接采用S-N曲線確定和S-N曲線實(shí)驗(yàn)條件完全相同的齒輪壽命系數(shù)YNT時(shí)，應(yīng)取系數(shù)YδrelT,YRrelT,Yx的值為1.0。
當(dāng)無(wú)合適的上述實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可用時(shí)，YNT可用表26中的公式計(jì)算得出，也可由圖28查取。
注：σFE=σFlimYST
圖22b 正火處理的結(jié)構(gòu)鋼和鑄鋼的和σFlimσFE
3）灰鑄鐵
圖23a 鑄鐵的σHlim
3）灰鑄鐵
圖23b 鑄鐵的σFlim和σFE
采用說(shuō)明：
12]ISO文體中圖23b的1）與2）圖樣顛倒，已訂正。
2）鑄鋼
圖24a 調(diào)質(zhì)處理的碳鋼、合金鋼及鑄鋼的σHlim
2）鑄鋼
注：σFE =σFlim
圖24b 調(diào)質(zhì)處理的碳鋼、合金鋼及鑄鋼的σFlim和σFE
2）火焰或感應(yīng)淬火鋼
圖25a 滲碳淬火鋼和表面硬化（火焰或感應(yīng)淬火）鋼的σHlim
2）表面硬化鋼
注：σFE=σFlimYST
圖25b 滲碳淬火鋼和表面硬化（火焰或感應(yīng)淬火）鋼的σFlim和σFE
3）調(diào)質(zhì)或正火——氮碳共滲處理的調(diào)質(zhì)鋼
圖26a 滲氮和氮碳共滲鋼的σHlim
3）調(diào)質(zhì)或正火——氮碳共滲處理的調(diào)質(zhì)鋼
注：σ
FE=σF
limY
ST
圖26b 氮化及碳氮共滲鋼的σFlim和σFE
圖27 接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)ZNT
圖28 彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù)YNT
采用說(shuō)明：
13]圖27、28中灰鑄鐵在ISO6336：1996文本里誤為可鍛鑄鐵，已訂正。
表25 接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)ZNT
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材料及熱處理 |
靜強(qiáng)度最大
循環(huán)次數(shù)N0 |
持久壽命條
件循環(huán)次數(shù)NC |
應(yīng)力循環(huán)
次數(shù)NL |
ZNT計(jì)算公式 |
|
結(jié)構(gòu)鋼
調(diào)質(zhì)鋼
球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）球光體可鍛鑄鐵；滲碳淬火
的碳鋼；感應(yīng)淬火或火焰淬火的鋼和球墨鑄鐵 |
允
許
有
一
定
點(diǎn)
蝕 |
N0=6×105 |
NC=109 |
NL≤6×105
6×105＜NL≤107
107＜NL≤109
109＜NL≤1010 |
ZNT=1.6
Z NT=1.3  0.0738 (216) Z NT=  0.057 (217) Z NT=  0.0706 (218) |
|
不
允
許
點(diǎn)蝕 |
N0=105 |
NC=5×107 |
NL≤105
105＜NL≤5≤107
5×107＜NL≤1010 |
ZNT=1.6
Z NT=  0.0756 (219) Z NT=  0.0306 (220) |
|
灰鑄鐵、球墨鑄鐵（鐵素體）
；滲氮處理的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼、
滲碳鋼 |
NC=2×106 |
NL≤105
105＜NL≤2×106
2×106＜NL≤1010 |
ZNT=1.3
Z NT=  0.0875 (221) Z NT=  0.0191 (222) |
|
氮碳共滲的調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼 |
NL≤105
105＜NL≤2×106
2×106＜NL≤1010 |
ZNT=1.1
Z NT=  0.0318 (223) Z NT=  0.0191 (224) |
|
注：當(dāng)優(yōu)選材料、制造工藝和潤(rùn)滑劑，并經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證時(shí)，式(218),(220),(222)和(224)可取ZNT=1.0 |
表26 彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù)YNT
|
材料及熱處理 |
靜強(qiáng)度最
大循環(huán)次數(shù)N0 |
持久壽命條
件循環(huán)次數(shù)NC |
應(yīng)力循環(huán)
次數(shù)NL |
YNT計(jì)算公式 |
|
球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）
球光體可鍛鑄鐵；調(diào)質(zhì)鋼 |
N0=104 |
NC=3×106 |
NL≤104
104＜NL≤3×106
3×106＜NL≤1010 |
YNT=2.5
 (225)  (226) |
|
滲碳淬火的滲碳鋼；火焰淬火、
全齒廓感應(yīng)淬火的鋼、球墨鑄鐵 |
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NL≤103
103＜NL≤3×106
3×106＜NL≤1010 |
YNT=2.5
 (227)  (228) |
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結(jié)構(gòu)鋼；滲氮處理的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼、
滲碳鋼灰鑄鐵、球墨鑄鐵（鐵素體） |
N0=103 |
NL≤103
103＜NL≤3×106
3×106＜NL≤1010 |
YNT=1.6
 (229)  (230) |
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氮碳共滲的調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼 |
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NL≤103
103＜NL≤3×106
3×106＜NL≤1010 |
YNT=1.1
 (231)  (232) |
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注：當(dāng)優(yōu)選材料、制造工藝和潤(rùn)滑劑，并經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證時(shí)，式(226),(228),(230)和(232)可取YNT=1.0。 |
8.3 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)ZL，ZV，ZR
齒面間的潤(rùn)滑油膜影響齒面承載能力，影響齒面間潤(rùn)滑油膜狀況的因素有：
潤(rùn)滑區(qū)的油粘度——其影響用潤(rùn)滑劑系數(shù)ZL來(lái)考慮；
相嚙面間的相對(duì)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。
影響齒面間潤(rùn)滑油膜狀況的還有齒面載荷和齒面相對(duì)曲率半徑等。
確定潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)數(shù)值的理想方法是總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)或用具有可類比的尺寸、材料、潤(rùn)滑劑及運(yùn)行條件的齒輪箱實(shí)驗(yàn)。當(dāng)采用與設(shè)計(jì)的齒輪完全相同的參數(shù)、材料和條件實(shí)驗(yàn)決定其承載能力或壽命系數(shù)時(shí)，應(yīng)取潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)ZL，ZV，ZR的值均等于1.0。
當(dāng)無(wú)合適的上述實(shí)驗(yàn)或以驗(yàn)數(shù)據(jù)可用時(shí)，可按本標(biāo)準(zhǔn)的一般方法或簡(jiǎn)化方法確定潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)值。
8.3.1一般方法
對(duì)持久強(qiáng)度設(shè)計(jì)，ZL，ZV，ZR可由公式（235），（237），（239）分別計(jì)算或由圖29、圖30、圖31分別查取。對(duì)靜強(qiáng)度，取ZL=ZV=ZR=1.0。對(duì)于循環(huán)次數(shù)小于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)Nc的有限壽命設(shè)計(jì)，ZL，ZV，ZR值由式（235），（237），（239）得到的持久強(qiáng)度時(shí)的值（即NL=Nc時(shí)）和靜強(qiáng)度時(shí)的值（此時(shí)ZL=ZV=ZR=1.0）按公式（233a）至（233c）相應(yīng)計(jì)算：
……………………………………………(233a)
……………………………………………(233b)
……………………………………………(233c)
上述各式中，不同材料的N0，NC值見(jiàn)表25；Kn是與N0，NC值有關(guān)的常數(shù)。
Kn=1g(N0/NC)…………………………………………………(234)
對(duì)結(jié)構(gòu)鋼；調(diào)質(zhì)鋼；球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）；珠光體可鍛鑄鐵；滲碳淬火鋼；感應(yīng)淬火或火陷淬火的鋼、球墨鑄鐵
Kn=-3.222(允許一定點(diǎn)蝕)
Kn=-2.699(不允許點(diǎn)蝕)
對(duì)可鍛鑄鐵；球墨鑄鐵（鐵素體）；滲氮處理的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼；氮碳共滲的調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼。
Kn=-1.301
8.3.1.1 潤(rùn)滑劑系數(shù)ZL
…………………………….(235)
式中：CZL——系數(shù)。在850N/mm2≤σHlim≤在1200N/mm2范圍內(nèi)，CZL可由式（236）算得。當(dāng)σHlim＜850 N/mm2時(shí)取CZL =0.83；當(dāng)σHlim≥1200 N/mm2時(shí)取CZL =0.91。
…………………………………………(236)
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（235），（236）及圖29適用于礦物油（加或不加添加劑）。應(yīng)用某些具有較小摩擦系數(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。
ZL對(duì)靜強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響，因此靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)可取ZL=1.0。
圖29 潤(rùn)滑劑系數(shù)ZL
8.3.1.2 速度系數(shù)ZV
速度系數(shù)ZV按式（237）計(jì)算或按圖30查取。
…………………………………………..(237)
式中：CZV——系數(shù)。在850N/mm2≤σHlim≤在1200N/mm2范圍內(nèi)，CZV可由式（238）算得。當(dāng)σHlim＜850 N/mm2時(shí)以850 N/mm2計(jì)；當(dāng)σHlim≥1200 N/mm2時(shí)以1200 N/mm2計(jì)。
……………………………………….(238)
V——節(jié)點(diǎn)線速度，m/s。
ZV對(duì)靜強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響，因此靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)可取=1.0。
圖30 速度系數(shù)ZV
8.3.1.3 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(jiàn)8.2,ZR可由式（239）計(jì)算得出，或由圖31查得。
圖31 粗糙度系數(shù)ZR
(極限條件為：ZR≤1.15)……………………………………..(239)
式中：CZR——系數(shù)。在σHlim＜850N/mm2時(shí)，CZF =0.15,當(dāng)σHlim＞在1200N/mm2時(shí)，當(dāng)CZF=0.08。在850 N/mm2≤σHlim≤1200 N/mm2范圍內(nèi)，CZR可由式（240）算得。
CZR =0.32-0.0002σHlim…………………………………………………..(240)
RZ10——相對(duì)（峰-谷）平均粗糙度。
………………………………………………………(241)
RZ1,RZ2——小齒輪及大齒輪的齒面微觀不平度10點(diǎn)高度5）（5）若粗糙度以Ra值（Ra=CLA值，=AA值）給出，則可近似取Rz≈6Ra。），μm。如經(jīng)事先跑合，則RZ1,RZ2應(yīng)為跑合后的數(shù)值；
ρred——節(jié)點(diǎn)處誘導(dǎo)曲率半徑，mm；ρred =ρ1ρ2（ρ1±ρ2）。式中“+”用于外外嚙合，“-”用于內(nèi)嚙合，ρ1, ρ2分別為小輪及大輪節(jié)點(diǎn)處曲率半徑；對(duì)于小齒輪-齒條嚙合，ρred =ρ1；ρ1,2=0.5db1,2tan a＇t,式中db基圓半徑。
ZR對(duì)靜強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響，因此靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)可取ZR=1.0。
8.3.2 簡(jiǎn)化方法
ZL，ZV，ZR的乘積在持久強(qiáng)度和靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)由表27查得。對(duì)于應(yīng)力循環(huán)次NL小于持久壽命條件循環(huán)次數(shù)NC的有限壽命設(shè)計(jì)，（ZLZVZR）值由其持久強(qiáng)度（NL≥NC）和靜強(qiáng)度（NL≤NC）時(shí)的值參照式（233a）～(233c)插值確定。
表27簡(jiǎn)化計(jì)算的（ZLZVZR）值
|
計(jì)算類型 |
加工工藝及齒面粗糙度RZ10 |
（ZLZVZR）
N0 NC |
|
持久強(qiáng)度
（NL≥NC） |
RZ10＞4μm經(jīng)展成法滾、插或刨削加工的齒輪副 |
0.85 |
|
研、磨或剃齒的齒輪副（RZ10＞4μm）；滾、插
、研磨的齒輪與RZ10≤4μm的磨或剃齒輪嚙合 |
0.92 |
|
RZ10＜4μm的磨削或剃的齒輪副 |
1.00 |
|
靜強(qiáng)度
（NL≤NC） |
各種加工方法 |
1.00 |
8.4 齒面工作硬化系數(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(guò)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)力得以提高的系數(shù)。
大齒輪齒面承載能力的提高還和其他許多因素有關(guān)，如材料中的合金元素、赫茲應(yīng)力、硬化過(guò)程、表面粗糙度等。所以，工作硬化效果應(yīng)優(yōu)先由試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)確定，如無(wú)合適的試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，ZW值可由式（242）計(jì)算得出，或由圖32查取。此公式和圖的使用條件為：小齒輪齒面微觀不平度10點(diǎn)高度RZ＜6μm，大齒輪齒面硬度為130～470HB。
……………………………………(242)
式中HB為大輪齒面布氏硬度值。
當(dāng)HB＜130時(shí)，取ZW=1.2；當(dāng)HB＞470時(shí)，取ZW=1.0。
圖32工作硬化系數(shù)ZW
8.5 尺寸系數(shù)ZX，YX
尺寸系數(shù)ZX和YX是考慮因尺寸增大使材料強(qiáng)度降低的尺寸效應(yīng)因素，分別用于接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度計(jì)算。確定尺寸系數(shù)最理想的方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。當(dāng)用與設(shè)計(jì)齒輪完全相同尺寸、材料和工藝的齒輪進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到齒面承載能力或壽命系數(shù)時(shí)，應(yīng)取ZX或YX值為1.0。靜強(qiáng)度（NL≤N0）的ZX=YX=1.0。
當(dāng)無(wú)合適的實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可用時(shí)，持久強(qiáng)度（NL≥NC）的尺寸系數(shù)ZX，YX可分別由下列表28或表29中公式計(jì)算確定，也可由圖33或圖34查取。有限壽命（NO＜NL＜NC）的尺寸系數(shù)由持久強(qiáng)度和靜強(qiáng)時(shí)的尺寸系數(shù)值照式（233）的辦法插值確定。
8.5.1 接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)ZX
持久強(qiáng)度的ZX可按表28中公式計(jì)算或圖33查取。
表28 接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)ZX
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材料 |
ZX |
備注 |
|
調(diào)質(zhì)鋼、結(jié)構(gòu)鋼 |
ZX =1.0 |
|
|
短時(shí)間液體滲氮；氣體滲氮鋼 |
ZX =1.067-0.05 6mn |
mn＜12時(shí)，取mn =12
mn＞30時(shí)，取mn =30 |
|
滲碳淬火鋼、感應(yīng)或火焰淬火表面硬化鋼 |
ZX =1.076-0.010 9mn |
mn＜7時(shí)，取mn =7
mn＞30時(shí)，取mn =30 |
|
注：mn是單位為mm的齒輪法向模數(shù)值。 |
8.5.2 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù)YX
持久強(qiáng)度的YX可按表29中公式計(jì)算得出，或由圖34查取。
a——結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼、靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的所有材料；
b——短時(shí)間液體滲氮鋼，氣體滲氮鋼；c——滲碳淬火鋼、感應(yīng)或火焰淬火表面硬化鋼
圖33 接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)ZX14] （14]按DIN3990增補(bǔ)了ZX。 ）
a——結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼、球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）、珠光體可鍛鑄鐵；b——滲碳淬火鋼和全齒廓感應(yīng)或火焰淬火鋼，滲氮或氮碳共滲鋼；c——灰鑄鐵，球墨鑄鐵（鐵素體）；d——靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的所有材料
圖34 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)YX
表29 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)YX
|
材料 |
YX |
備注 |
|
結(jié)構(gòu)鋼、調(diào)質(zhì)鋼、球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）、
珠光體可鍛鑄鐵 |
1.03～0.006mn |
當(dāng)mn＜5時(shí)，取mn =5
當(dāng)mn＞30時(shí)，取mn =30 |
|
滲碳淬火鋼和全齒廓感應(yīng)或火焰淬火鋼、滲氮鋼
或氮碳共滲鋼 |
1.05～0.01mn |
當(dāng)mn＜5時(shí)，取mn =5
當(dāng)mn＞25時(shí)，取mn =25 |
|
灰鑄鐵、球墨鑄鐵（鐵素體） |
1.075～0.015mn |
當(dāng)mn＜5時(shí)，取mn =5
當(dāng)mn＞25時(shí)，取mn =25 |
|
注：mn為齒輪法向模數(shù)值。 |
8.6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)，齒根處的理論應(yīng)力集中超過(guò)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)精確分析的可用的數(shù)據(jù)時(shí)，可按下述方法分別確定YδrelT值。
8.6.1持久壽命時(shí)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（243）計(jì)算得出，也可由圖35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，其誤差不超過(guò)5%）。
………………………………..(243)
式中：P′——材料滑移層厚度，mm，可由表30按材料查�。�
X*——齒根危險(xiǎn)截面處的應(yīng)力梯度與最大應(yīng)力的比值。其值可由下式確定：
…………………………………………………..(244)
qs——齒根圓角參數(shù)，見(jiàn)7.2.2式（209）；
——試驗(yàn)齒輪齒根危險(xiǎn)截面處的應(yīng)力梯度與最大應(yīng)力的比值，仍可用式（244）計(jì)算，式中qs取為qsT =2.5。此式適用于m=5mm,其尺寸的影響用YX來(lái)考慮。
表30 不同材料的滑移層厚度P′
|
序號(hào) |
材 料 |
滑移層厚度
P′mm |
|
1 |
灰鑄鐵 σb=150N/mm2 |
0.3124 |
|
2 |
灰鑄鐵、球墨鑄鐵（鐵素體） σb=300N/mm2 |
0.3095 |
|
3a
3b |
球墨鑄鐵（珠光體）
滲氮處理的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼 |
0.1005 |
|
4 |
結(jié)構(gòu)鋼 σs=300N/mm2 |
0.0833 |
|
5 |
結(jié)構(gòu)鋼 σs=400N/mm2 |
0.0445 |
|
6 |
調(diào)質(zhì)鋼，球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體） σs=500N/mm2 |
0.0281 |
|
7 |
調(diào)質(zhì)鋼，球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體） σs=600N/mm2 |
0.0194 |
|
8 |
調(diào)質(zhì)鋼，球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體） σs=800N/mm2 |
0.0064 |
|
9 |
調(diào)質(zhì)鋼，球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體） σs=1000N/mm2 |
0.0014 |
|
10 |
滲碳淬火鋼，火焰淬火或全齒廓感應(yīng)淬火的鋼和球墨鑄鐵 |
0.0030 |
注：圖中材料數(shù)字代號(hào)意見(jiàn)同表30序號(hào)
圖35 持久壽命時(shí)的相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT
8.6.2 靜強(qiáng)度的相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδreT
靜強(qiáng)度的YδrelT值可按表31中的相應(yīng)公式計(jì)算得出（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31 靜強(qiáng)度的相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT
|
計(jì)算公式 |
公式號(hào) |
備注 |
|
結(jié)構(gòu)鋼
|
（245） |
YS——應(yīng)力修正系數(shù)，見(jiàn)7.2.2
σS——屈服強(qiáng)度 |
|
調(diào)質(zhì)鋼、鑄鐵和球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）
|
（246） |
σ0.2——發(fā)生殘余變形0.2%時(shí)的條件屈服強(qiáng)度 |
|
滲碳淬火鋼、火焰淬火和全齒廓感應(yīng)淬火的鋼、球墨鑄鐵
YδrelT= 0.44YS +0.12 |
（247） |
表層發(fā)生裂紋的應(yīng)力極限 |
|
滲氮處理的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼
YδrelT= 0.20YS +0.60 |
（248） |
表層發(fā)生裂紋的應(yīng)力極限 |
|
灰鑄鐵、球墨鑄鐵（鐵素體）
YδrelT=1.0 |
（249） |
斷裂極限 |
8.6.3 有限壽命的齒根圓角敏感系數(shù)YδrelT
有限壽命的YδrelT可用線性插入法從持久壽命的YδrelT靜強(qiáng)度的YδrelT之間得到。
8.7 相對(duì)齒根表面狀況系數(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糙度對(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)齒輪的齒根表面狀況系數(shù)的比值。
在無(wú)精確分析的可用數(shù)據(jù)時(shí)，按下述方法分別確定6）（6）對(duì)經(jīng)過(guò)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)有表面氮化或化學(xué)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。）。
8.7.1 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32中的相應(yīng)公式計(jì)算得出，也可由圖36查得。
a——灰鑄鐵；鐵素體球墨鑄鐵，滲氮處理的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼；b——結(jié)構(gòu)鋼；c——調(diào)質(zhì)鋼，球墨鑄鐵（珠光體、鐵素體），滲碳淬火鋼，全齒廓感應(yīng)或火焰淬火鋼；d——靜強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的所有材料
圖36 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT
表32持久壽命時(shí)的相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT
|
計(jì) 算 公 式 或 取 值 |
|
材 料 |
RZ＜1μm |
1μm≤ RZ＜40μm |
|
調(diào)質(zhì)鋼,球墨鑄鐵（珠光體、貝氏
體）,滲碳淬火鋼、火焰和全齒廓感
應(yīng)淬火的鋼和球墨鑄鐵 |
YRrelT=1.120 |
YRrelT=1.674-0.529(RZ+1)0.1 （250） |
|
結(jié) 構(gòu) 圖 |
YRrelT=1.070 |
YRrelT=5.306-4.203(RZ+1)0.01 （251） |
|
灰鑄鐵、球墨鑄鐵（鐵素體）, 滲
氮的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼 |
YRrelT=1.025 |
YRrelT=4.299-3.259(RZ+1)0.005 （252） |
|
注：RZ為齒根表面微觀不平度10點(diǎn)高度。 |
8.7.2 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。
8.7.3 有限壽命的相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)YRrelT
有限壽命的YRrelT可從持久壽命的YRrelT和靜強(qiáng)度的YRrelT之間用線性插入法得到。
9 輪齒靜強(qiáng)度核算
9.1 適用范圍
當(dāng)齒輪工作可能出現(xiàn)短時(shí)間、少次數(shù)（不大于表25和26中規(guī)定的N0值）的超過(guò)額定工況的大負(fù)荷，如使用大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩電機(jī)，在運(yùn)行中出現(xiàn)異常的重載荷或有重復(fù)性的中等甚至甚至沖擊時(shí)應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度核算。作用次數(shù)超過(guò)上述表中規(guī)定的載荷應(yīng)納入疲勞強(qiáng)度計(jì)算。
9.1 載荷及其修正系數(shù)
9.2.1 載荷
應(yīng)取載荷譜中或?qū)崪y(cè)的最大載荷來(lái)確定計(jì)算切向力。當(dāng)無(wú)上述數(shù)據(jù)可用時(shí)，可取預(yù)期的最大載荷Tmax（如起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、短路或其他最大過(guò)載轉(zhuǎn)矩）為靜強(qiáng)度計(jì)算載荷。
計(jì)算切向力和最大轉(zhuǎn)矩的關(guān)系式如下：
…………………………………………………………(253)
式中：Fcal——計(jì)算切向載荷，N；
d——齒輪分度圓直徑，mm;
Tmax——最大轉(zhuǎn)矩，N·m。
9.2.2 修正載荷的系數(shù)
a)因已按最大載荷計(jì)算，取使用系數(shù)KA=1。
b)對(duì)在起動(dòng)或堵轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的最大載荷或低速工況，可取動(dòng)載系數(shù)KV=1；其余情況KV按6.2取值。
c)齒向載荷分布系數(shù)FHβ，KFβ見(jiàn)6.3,但此時(shí)單位齒寬載荷應(yīng)取 。
d)齒向載荷分配系數(shù)FHa，KFa取值同6.4。
9.3 靜強(qiáng)度核算公式
9.3.1 齒面靜強(qiáng)度核算
齒面靜強(qiáng)度必須保證：
σHst≤σHPst…………………………………………………….(254)
當(dāng)大、小齒輪材料σHPst不同時(shí)，應(yīng)取小者進(jìn)行核算。
式中：σHst——靜強(qiáng)度最大齒面應(yīng)力，N/mm2，見(jiàn)9.3.1.1;
σHPst——靜強(qiáng)度許用齒面應(yīng)力，N/mm2，見(jiàn)9.3.1.2。
9.3.1.1 靜強(qiáng)度最大齒面應(yīng)力σHst
………………………………(254)
式中KV,KHβ,KHa取值見(jiàn)9.2.2,ZH,ZE,Zε,Zβ及u,b等代號(hào)意義及計(jì)算同7.1和4.1。
9.3.1.2 靜強(qiáng)度許用齒面接觸應(yīng)力σHPst
…………………………………………(256)
式中：σHlim——接觸疲勞極限應(yīng)力，N/mm2,見(jiàn)8.1;
ZNT——靜強(qiáng)度接觸壽命系數(shù)，此時(shí)取NL=N0，見(jiàn)表25；
ZW——齒面工作硬化系數(shù)，見(jiàn)8.4;
SHlim——接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，參見(jiàn)附錄A。
9.3.2 彎曲靜強(qiáng)度核算
彎曲靜強(qiáng)度應(yīng)保證：
σFat≤σFPst………………………………………………..(257)
式中：σFat——靜強(qiáng)度最大齒根彎曲應(yīng)力，N/mm2,見(jiàn)9.3.2.1
σFPst——靜強(qiáng)度許用齒根彎曲應(yīng)力，N/mm2,見(jiàn)9.3.2.2。
9.3.2.1靜強(qiáng)度最大齒根彎曲應(yīng)力σFat
9.3.2.2靜強(qiáng)度最大齒根彎曲應(yīng)力σFPst
…………………………………………………(260)
式中：
σFlim——彎曲疲勞極限應(yīng)力，N/mm2,見(jiàn)8.1;
YST——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，如用本標(biāo)準(zhǔn)給出的σFlim值計(jì)算時(shí)，YST =2.0;
YNT——彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù)，此時(shí)取NL=N0，見(jiàn)8.2表26；
YσrelT——相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)，見(jiàn)8.6;
SFlim——彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)，參見(jiàn)附錄A。
附錄A
最小安全系數(shù)參考值15]
|
使用要求 |
最 小 安 全 系 數(shù) |
|
SFmin |
SHmin |
|
高可靠度 |
2.00 |
1.50～1.60 |
|
較可靠度 |
1.60 |
1.25～1.30 |
|
一般可靠度 |
1.25 |
1.00～1.10 |
|
低可靠度 |
1.00 |
0.85 |
|
注
1 在經(jīng)過(guò)使用使用驗(yàn)證或?qū)Σ牧蠌?qiáng)度、載荷工況及制造精度擁有較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)時(shí)，可取表中SFmin下限值。
2 一般齒輪傳動(dòng)不推薦采用低可靠度的安全系數(shù)值。
3 采用低可靠度的接觸安全數(shù)值時(shí)，可能在點(diǎn)蝕前先出現(xiàn)齒面塑性變形。 |
15]附錄A表中各SFmin推薦值是根據(jù)ISO6336：1996規(guī)定SFmin=1.25，經(jīng)理論分析論證并參考權(quán)威的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的。
附錄B
（提示的附錄）
在變動(dòng)載荷下工作的齒輪強(qiáng)度核算16] （16]等效采用ISO/DTR10495：1995。）
B1 有載荷圖譜的強(qiáng)度計(jì)算
當(dāng)齒輪在變動(dòng)載荷下工作且有載荷圖譜（示意圖見(jiàn)圖B1）可用時(shí)，應(yīng)按Palmgreen-Miner定則核算其不同載荷水平下的應(yīng)力及其疲勞累積損傷計(jì)算的強(qiáng)度安全系數(shù)。上述定則假定：齒輪在一系列不同的重復(fù)應(yīng)力水平下工作所造成的疲勞累積損傷度，等于每一個(gè)應(yīng)力水平的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)與材料應(yīng)力-循環(huán)次數(shù)特性線（S-N曲線）上該應(yīng)力水平對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)的比值之和（參見(jiàn)式（B2））。為了偏于安全，這里所謂的每一應(yīng)力水平應(yīng)取每一應(yīng)力水平區(qū)間中的最大應(yīng)力值。例如，在第i級(jí)應(yīng)力水平下工作的循環(huán)次數(shù)為NLi，該應(yīng)力水平所對(duì)應(yīng)的S-N曲線上的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為Ni,i=1,2,3,…,則有
……………………………………………..(B1)
U=∑Ui
……………………………………………………..(B2)
式中：Ui——在第i級(jí)應(yīng)力水平下的疲勞損傷度；
Ｕ——齒輪疲勞累積損傷度。
為保證齒輪強(qiáng)度安全系數(shù)Ｓ≥1.0，則需有
�。铡�1.0…………………………………………………………(B3)
各應(yīng)力水平區(qū)間的接觸應(yīng)力σHL和彎曲應(yīng)力σFL分別按式（B4）、(B5)計(jì)算，大、小輪應(yīng)分別計(jì)算。
圖B1 工作載荷圖譜示意圖
……………………………..(B4)
………………………………………………..(B5)
式中：TL——應(yīng)力水平區(qū)間內(nèi)最大的小輪轉(zhuǎn)矩，N·m;
d1——小輪分度圓直徑，mm;
b——工作齒寬，mm;
ZBD——單對(duì)齒嚙合系數(shù)ZB與ZD中之大值者，按5.1.5規(guī)定取值。
KVL,KHβL,KFβL,KHaL,KFaL是指在TL載荷下的KV,KHβ,KFβ,KHa,KFa值。各系數(shù)K及Y的定義見(jiàn)本標(biāo)準(zhǔn)正文第2章。
在計(jì)算各應(yīng)力水平的σHL和σFL時(shí)，應(yīng)取使用系數(shù)KA=1.0。
在S-N曲線上有
…………………………………………………..(B6)
式中：σ1n, σ2n——S-N曲線上點(diǎn)1、點(diǎn)2處的應(yīng)力，N/mm2;
N1,N2——S-N曲線上點(diǎn)1、點(diǎn)2處的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；
e——材料指數(shù)。
對(duì)接觸強(qiáng)度
………………………………………………………..(B7)
對(duì)彎曲強(qiáng)度
………………………………………………………..(B8)
Pi值見(jiàn)表B1。
因此，在變動(dòng)載荷工況下且有工作載荷譜可用時(shí)，齒輪的強(qiáng)度安全系數(shù)S可按下式計(jì)算：
………………………………………………………….(B9)
亦即
對(duì)接觸強(qiáng)度
………………………………………………………..(B10)
對(duì)彎曲強(qiáng)度
………………………………………………………..(B11)
為保證齒輪安全工作，需要足本標(biāo)準(zhǔn)（正文）的式（2）式（10），即
和
式中SHmin和SFmin分別是接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)值，參見(jiàn)附錄A。
表B1 材料疲勞曲線指數(shù)pi
|
計(jì)算類別 |
材料及其熱處理 |
工作循環(huán)次數(shù)NL |
pi |
|
接觸強(qiáng)度 |
結(jié)構(gòu)鋼；調(diào)質(zhì)鋼；
球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）；
珠光體可鍛鑄鐵；
滲碳淬火的滲碳鋼；
感應(yīng)淬火或火焰淬火的鋼、球墨鑄鐵 |
允許有一定點(diǎn)蝕時(shí) |
6×105＜NL≤107 |
6.77 |
|
107＜NL≤109 |
8.78 |
|
109＜NL≤1010 |
7.08 |
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不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕 |
105＜NL≤5×107 |
6.61 |
|
5×107＜NL≤107 |
16.30 |
|
灰鑄鐵、球墨鑄鐵（鐵素體）；
滲氮處理的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼 |
105＜NL≤2×106 |
5.71 |
|
2×106＜NL≤1010 |
26.20 |
|
氮碳共滲的滲氮鋼、滲碳鋼 |
105＜NL≤2×106 |
15.72 |
|
2×106＜NL≤1010 |
26.20 |
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彎曲強(qiáng)度 |
球墨鑄鐵（珠光體、貝氏體）；
珠光體可鍛鑄鐵；調(diào)質(zhì)鋼； |
104＜NL≤3×106 |
6.23 |
|
3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
|
滲碳淬火的滲碳鋼；火焰淬火、全齒廓感應(yīng)
淬火的鋼、球墨鑄鐵 |
103＜NL≤3×106 |
8.74 |
|
3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
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灰鑄鐵、球墨鑄鐵（鐵素體）；結(jié)構(gòu)鋼；
滲氮處理的滲氮鋼、調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼 |
103＜NL≤3×106 |
17.03 |
|
3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
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氮碳共滲的滲氮鋼、滲碳鋼 |
103＜NL≤3×106 |
84.00 |
|
3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
B2 無(wú)載荷圖譜時(shí)的強(qiáng)度核算
在變動(dòng)載荷下工作的齒輪又缺乏載荷圖譜可用時(shí)，可近似地用常規(guī)的方法即用名義載荷乘以使用系數(shù)KA來(lái)確定計(jì)算載荷。當(dāng)無(wú)合適的數(shù)值可用時(shí)，使用系數(shù)KA可參考本標(biāo)準(zhǔn)第6章表3確定。這樣，就將變動(dòng)載荷工況轉(zhuǎn)化為變動(dòng)載荷工況來(lái)處理，并按本標(biāo)準(zhǔn)正文中各章的有關(guān)公式核算齒輪強(qiáng)度。
附錄C
輪緣系數(shù)YB17]
C1 概述
計(jì)算分析表明，當(dāng)齒輪的輪緣厚度SR相對(duì)地小于輪齒全齒高h(yuǎn)t時(shí)（SR及ht意義見(jiàn)C1），輪齒的齒根彎曲應(yīng)力將明顯增大。光彈實(shí)驗(yàn)和有限元分析均指出：當(dāng)輪緣齒高比mB=SR/ht≥2.0時(shí)，mB對(duì)齒根彎曲應(yīng)力沒(méi)有影響。在mB=1.0～2.0區(qū)間，齒根彎曲應(yīng)力開(kāi)始增大。圖C1是經(jīng)分析歸納得出輪緣系數(shù)YB與輪緣高比mB的關(guān)系曲線，它由以mB=1.0和1.56為折點(diǎn)的三段直線組成。
需指出，輪緣系數(shù)YB沒(méi)有考慮加工臺(tái)階、缺口、箍環(huán)、鍵槽等結(jié)構(gòu)影響對(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響。
C2 輪緣系數(shù)YB
在薄輪緣齒輪根應(yīng)力基本值計(jì)算時(shí)，應(yīng)增加一項(xiàng)輪緣系數(shù)YB，用以考慮輪緣齒高比mB對(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響。即對(duì)用方法一[見(jiàn)4.2.2a]計(jì)算σF0時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)中式（12）應(yīng)改寫(xiě)成
…………………………….(C1)
或采用方法二[見(jiàn)4.2.2a]計(jì)算σF0時(shí)，公式（13）應(yīng)改寫(xiě)成
…………………………….(C2)
式中：σF0——齒根應(yīng)力基本值，N/mm2;
b——齒輪寬度，mm;
mn——齒輪模數(shù)，mm;
YF,YFa——彎曲強(qiáng)度計(jì)算方法一及方法二的齒形系數(shù)，見(jiàn)7.2.1;
YS, YSa——彎曲強(qiáng)度計(jì)算方法一及方法二的應(yīng)力修正系數(shù)，見(jiàn)7.2.2;
Yβ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)，見(jiàn)7.2.4;
Yε——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，見(jiàn)7.2.3。
輪緣系數(shù)YB可按式（C3）～（C5）計(jì)算或由圖C1查取。
當(dāng)mB＜1.0時(shí)，
…………………………………………….(C3)
當(dāng)1.0≤mB＜1.56時(shí)，
…………………………………………….(C4)
當(dāng)mB≥1.56時(shí)，
YB=1.0…………………………………………….(C5)
圖C1 輪緣系數(shù) YB
采用說(shuō)明：
17]ISO 6336中彎曲應(yīng)力計(jì)算未給出SR≤3.5mn時(shí)的公式。此附錄等效采用AGMA2010-C95中的處理方法并根據(jù)ISO限用條件擬合了當(dāng)1.0≤mB＜1.56的YB公式。
