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)過使用使用驗證或?qū)Σ牧蠌姸�、載荷工況及制造精度擁有較準確的數(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度核算16] （16]等效采用ISO/DTR10495：1995。）
B1 有載荷圖譜的強度計算
當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，應按Palmgreen-Miner定則核算其不同載荷水平下的應力及其疲勞累積損傷計算的強度安全系數(shù)。上述定則假定：齒輪在一系列不同的重復應力水平下工作所造成的疲勞累積損傷度，等于每一個應力水平的應力循環(huán)次數(shù)與材料應力-循環(huán)次數(shù)特性線（S-N曲線）上該應力水平對應的循環(huán)次數(shù)的比值之和（參見式（B2））。為了偏于安全，這里所謂的每一應力水平應取每一應力水平區(qū)間中的最大應力值。例如，在第i級應力水平下工作的循環(huán)次數(shù)為NLi，該應力水平所對應的S-N曲線上的應力循環(huán)次數(shù)為Ni,i=1,2,3,…,則有
式中：Ui——在第i級應力水平下的疲勞損傷度；
Ｕ——齒輪疲勞累積損傷度。
為保證齒輪強度安全系數(shù)Ｓ≥1.0，則需有
Ｕ≤1.0…………………………………………………………(B3)
各應力水平區(qū)間的接觸應力σHL和彎曲應力σFL分別按式（B4）、(B5)計算，大、小輪應分別計算。
式中：TL——應力水平區(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的定義見本標準正文第2章。
在計算各應力水平的σHL和σFL時，應取使用系數(shù)KA=1.0。
在S-N曲線上有
式中：σ1n, σ2n——S-N曲線上點1、點2處的應力，N/mm2;
N1,N2——S-N曲線上點1、點2處的應力循環(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，需要足本標準（正文）的式（2）式（10），即
SH≥SHmin
和 SF≥SFmin
式中SHmin和SFmin分別是接觸強度和彎曲強度的最小安全系數(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；
感應淬火或火焰淬火的鋼、球墨鑄鐵 |
允許有一定點蝕時 |
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 |
|
2×106＜NL≤1010 |
26.20 |
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彎曲強度 |
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
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 |
|
3×106＜NL≤1010 |
49.91 |
|
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。當無合適的數(shù)值可用時，使用系數(shù)KA可參考本標準第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，并按本標準正文中各章的有關公式核算齒輪強度。
附錄C
輪緣系數(shù)YB17]
C1 概述
計算分析表明，當齒輪的輪緣厚度SR相對地小于輪齒全齒高ht時（SR及ht意義見C1），輪齒的齒根彎曲應力將明顯增大。光彈實驗和有限元分析均指出：當輪緣齒高比mB=SR/ht≥2.0時，mB對齒根彎曲應力沒有影響。在mB=1.0～2.0區(qū)間，齒根彎曲應力開始增大。圖C1是經(jīng)分析歸納得出輪緣系數(shù)YB與輪緣高比mB的關系曲線，它由以mB=1.0和1.56為折點的三段直線組成。
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)影響對齒根彎曲應力的影響。
C2 輪緣系數(shù)YB
在薄輪緣齒輪根應力基本值計算時，應增加一項輪緣系數(shù)YB，用以考慮輪緣齒高比mB對齒根彎曲應力的影響。即對用方法一[見4.2.2a]計算σF0時，本標準中式（12）應改寫成
或采用方法二[見4.2.2a]計算σF0時，公式（13）應改寫成
式中：σF0——齒根應力基本值，N/mm2;
b——齒輪寬度，mm;
mn——齒輪模數(shù)，mm;
YF,YFa——彎曲強度計算方法一及方法二的齒形系數(shù)，見7.2.1;
YS, YSa——彎曲強度計算方法一及方法二的應力修正系數(shù)，見7.2.2;
Yβ——彎曲強度計算的螺旋角系數(shù)，見7.2.4;
Yε——彎曲強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mB＜1.0時，
當1.0≤mB＜1.56時，
當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1.0≤mB＜1.56的YB公式。
