附錄A
最小安全系數(shù)參考值15]
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使用要求 |
最 小 安 全 系 數(shù) |
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SFmin |
SHmin |
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高可靠度 |
2.00 |
1.50～1.60 |
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較可靠度 |
1.60 |
1.25～1.30 |
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一般可靠度 |
1.25 |
1.00～1.10 |
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低可靠度 |
1.00 |
0.85 |
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注
1 在經(jīng)過使用使用驗(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，可取表中SFmin下限值。
2 一般齒輪傳動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，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)度計算
當(dāng)齒輪在變動載荷下工作且有載荷圖譜（示意圖見圖B1）可用時，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)力水平對應(yīng)的循環(huán)次數(shù)的比值之和（參見式（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
式中：Ui——在第i級應(yīng)力水平下的疲勞損傷度；
�。铡X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
Ｕ≤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)計算，大、小輪應(yīng)分別計算。
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的定義見本標(biāo)準(zhǔn)正文第2章。
在計算各應(yīng)力水平的σHL和σFL時，應(yīng)取使用系數(shù)KA=1.0。
在S-N曲線上有
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)。
Pi值見表B1。
因此，在變動載荷工況下且有工作載荷譜可用時，齒輪的強(qiáng)度安全系數(shù)S可按下式計算：
亦即
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
SH≥SHmin
和 SF≥SFmin
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，參見附錄A。
表B1 材料疲勞曲線指數(shù)pi
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計算類別 |
材料及其熱處理 |
工作循環(huán)次數(shù)NL |
pi |
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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 |
6×105＜NL≤107 |
6.77 |
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107＜NL≤109 |
8.78 |
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109＜NL≤1010 |
7.08 |
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不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕 |
105＜NL≤5×107 |
6.61 |
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5×107＜NL≤107 |
16.30 |
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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 |
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2×106＜NL≤1010 |
26.20 |
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氮碳共滲的滲氮鋼、滲碳鋼 |
105＜NL≤2×106 |
15.72 |
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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 |
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3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
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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 |
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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 |
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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 |
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3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
B2 無載荷圖譜時的強(qiáng)度核算
在變動載荷下工作的齒輪又缺乏載荷圖譜可用時，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來確定計算載荷。當(dāng)無合適的數(shù)值可用時，使用系數(shù)KA可參考本標(biāo)準(zhǔn)第6章表3確定。這樣，就將變動載荷工況轉(zhuǎn)化為變動載荷工況來處理，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
計算分析表明，當(dāng)齒輪的輪緣厚度SR相對地小于輪齒全齒高h(yuǎn)t時（SR及ht意義見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，mB對齒根彎曲應(yīng)力沒有影響。在mB=1.0～2.0區(qū)間，齒根彎曲應(yīng)力開始增大。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沒有考慮加工臺階、缺口、箍環(huán)、鍵槽等結(jié)構(gòu)影響對齒根彎曲應(yīng)力的影響。
C2 輪緣系數(shù)YB
在薄輪緣齒輪根應(yīng)力基本值計算時，應(yīng)增加一項(xiàng)輪緣系數(shù)YB，用以考慮輪緣齒高比mB對齒根彎曲應(yīng)力的影響。即對用方法一[見4.2.2a]計算σF0時，本標(biāo)準(zhǔn)中式（12）應(yīng)改寫成
或采用方法二[見4.2.2a]計算σF0時，公式（13）應(yīng)改寫成
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)度計算方法一及方法二的齒形系數(shù)，見7.2.1;
YS, YSa——彎曲強(qiáng)度計算方法一及方法二的應(yīng)力修正系數(shù)，見7.2.2;
Yβ——彎曲強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù)，見7.2.4;
Yε——彎曲強(qiáng)度計算的重合度系數(shù)，見7.2.3。
輪緣系數(shù)YB可按式（C3）～（C5）計算或由圖C1查取。
當(dāng)mB＜1.0時，
當(dāng)1.0≤mB＜1.56時，
當(dāng)mB≥1.56時，
YB=1.0……………………………………………(C5)
圖C1 輪緣系數(shù) YB
采用說明：
17]ISO 6336中彎曲應(yīng)力計算未給出SR≤3.5mn時的公式。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。
