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6齒面接觸強(qiáng)度（點(diǎn)蝕）計(jì)算

6.1基本公式

6.1.1概述

接觸強(qiáng)度計(jì)算基于節(jié)點(diǎn)或單對齒嚙合區(qū)內(nèi)界點(diǎn)（下界點(diǎn)）處的接觸應(yīng)力σ_H类早，用兩者中的較大值計(jì)算承載能力俏川。σ_H值與許用接觸應(yīng)力σ_HP對于大小齒輪應(yīng)分別計(jì)算豪治；σ_H應(yīng)小于或等于σ_HP耘婚。

6.1.2小輪接觸應(yīng)力σ_H的確定

小輪接觸應(yīng)力σ_H計(jì)算如下：

式中：

σ_H0——節(jié)點(diǎn)處計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值叼丑，即無缺陷（無誤差）齒輪傳動(dòng)在靜態(tài)名義轉(zhuǎn)矩作用下引起的應(yīng)力关翎；

b_H——齒寬（見4.4）；

Z_B——小輪的單對齒嚙合系數(shù)（見6.2）鸠信；

對于內(nèi)齒輪取負(fù)號纵寝。

6.1.3大輪接觸應(yīng)力σ_H計(jì)算如下：

式中：

Z_D——大輪的單對齒嚙合系數(shù)（見6.2）。

大多分運(yùn)河傳動(dòng)的齒輪系星立、行星齒輪系或分流式齒輪系的情況下爽茴。總切向載荷在各單個(gè)嚙合處上并不完全均勻分布（取決于設(shè)計(jì)绰垂、切線速度與制造精度）室奏。因此，在式（49）和式（51）中用K_rK_A替代K_A劲装，以調(diào)整每個(gè)嚙合處的平均切向載荷（見第5章）是必要的胧沫。

6.1.4許用接觸應(yīng)力σ_HP的確定

6.1.4.1方法

本標(biāo)準(zhǔn)采用ISO6336-2：1996中的B法。

6.1.4.2許用接觸應(yīng)力（參考）σ_HPref

許用接觸應(yīng)力（參考）σ_HPref是由式（52）在Z_N=1及適當(dāng)?shù)摩?SUB>Hlim卢女、Z_L智础、Z_V、Z_R喊宿、Z_W饭磕、Z_X瞒酪、S_Hlim值下得出的荞宰。

6.1.4.3許用接觸應(yīng)力（靜態(tài)）σ_HPstat是根據(jù)式（52）按照6.8關(guān)于靜態(tài)應(yīng)力的Z_N=Z_NT及σ_Hlim、Z_L测佛、Z_V度潜、Z_R、Z_W、Z_X致殉、S_Hlim的相應(yīng)值下確定茎贩。

6.1.4.4許用接觸應(yīng)力（10¹⁰循環(huán)次數(shù)）σ_HP10是根據(jù)式（52）按照6.8關(guān)于載荷循環(huán)次數(shù)為10¹⁰時(shí)的Z_N=Z_NT及σ_Hlim、Z_L逃铝、Z_V锅锨、Z_R、Z_W恋沃、Z_X必搞、S_Hlim的相應(yīng)值下確定。

6.1.4.5有限壽命或長壽命許用接觸應(yīng)力σ_HP

有限壽命的范圍是載荷循環(huán)次數(shù)N_L處于表6所列相應(yīng)參考許用應(yīng)力值和載荷循環(huán)次數(shù)為10¹⁰之間（見表3）囊咏。

——在有限壽命范圍內(nèi)恕洲，對于一個(gè)給定的載荷循環(huán)次數(shù)N_L的σ_HP在按6.1.4.2得到的參考強(qiáng)度值與根據(jù)6.1.4.3得到的靜態(tài)強(qiáng)度之間用圖解或計(jì)算插值法（按log-log雙對數(shù)坐標(biāo)）確定。

——在長壽命范圍內(nèi)梅割，對于一個(gè)給定的載荷循環(huán)次數(shù)N_L的σ_HP在按6.1.4.2得到的參考強(qiáng)度值與根據(jù)6.1.4.4取得的載荷循環(huán)次數(shù)為10¹⁰的值之間用圖解或計(jì)算插值法（按log-log雙對數(shù)坐標(biāo)）確定霜第。

對于載荷循環(huán)次數(shù)多于10¹⁰的許用接觸應(yīng)力值σ_HP尚未建立。

6.1.5接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)S_H

大小輪的安全系數(shù)S_H應(yīng)分別計(jì)算户辞。

式中：

σ_HG——是根據(jù)式（52）和6.14確定的參考應(yīng)力與靜態(tài)應(yīng)力泌类；σ_H對于小輪按照式（49）確定，對于大輪按式（51）確定（見6.1）底燎。

注：這是接觸應(yīng)力（赫茲應(yīng)力）的計(jì)算安全系數(shù)末誓。相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩安全系數(shù)為S_H。

接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)S_Hmin見6.12书蚪。

6.2小輪酝凄、大輪單對齒嚙合系數(shù)Z_B、Z_D

當(dāng)Z_B＞1或Z_D＞1時(shí)维似，系數(shù)Z_B與Z_D用以將直齒輪節(jié)點(diǎn)上接觸應(yīng)力分別轉(zhuǎn)換為小輪和大輪單對齒嚙合區(qū)下界點(diǎn)處的接觸應(yīng)力冀远，見6.1.1。

a)內(nèi)齒輪

Z_D取為1.0顺诽。

b)直齒輪

M₁（用小輪單對齒內(nèi)界點(diǎn)（下界點(diǎn)）處ρ_relB除以節(jié)點(diǎn)處ρ_relC的商）與M₂（用大輪的ρ_relD除以ρ_relC商）可由下述式子確定峰毙。

齒廓重合度ε_α的計(jì)算，見6.5.2韵披。

若M₁＞1失臂，取Z_B=M₁；若M₁≤1镇锣，取Z_B=1.0权洼；

若M₂＞1，取Z_D=M₂一宁；若M₂≤1献蛔，取Z_D=1.0瞄邪。

c)ε_β≥1的斜 輪

Z_B=Z_D=1

d)ε_β＜1的斜齒傳輸線

Z_B與Z_D由直齒與ε_β≥1的斜齒輪傳動(dòng)之間線性插值確定：

當(dāng)Z_B或Z_D為1，用式（49）或式（51）計(jì)算的接觸應(yīng)力是節(jié)圓柱上的接觸應(yīng)力值允瞧。當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于嚙合線上時(shí)简软，用6.2的方法計(jì)算接觸應(yīng)力。若節(jié)點(diǎn)C是限定的述暂，并處在嚙合線之外時(shí)則Z_B和Z_D­按鄰近的頂圓接觸確定痹升。對于斜齒輪，當(dāng)ε_β＜1.0時(shí)畦韭，Z_B與Z_D在直齒輪與ε_B≥1的斜齒輪的值（在節(jié)點(diǎn)或鄰近的頂圓上確定）之間用線性插值法確定视卢。

6.3節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Z_H

節(jié)點(diǎn)區(qū)域系Z_H是考慮節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率對赫茲力的影響并將分度圓上的切向轉(zhuǎn)換為節(jié)圓上的法向力。

6.4彈性系數(shù)Z_E

彈性系數(shù)Z_E是考慮材料特性E（彈性模量）與v（泊松比）對接觸應(yīng)力影響的系數(shù)廊驼。

Z_E的數(shù)值見表5据过。

齒輪1			齒輪2			ZE/
材料	彈性模量 N/mm2	泊松比 V	材料	彈性模量 N/mm2	泊松比 V
St，V妒挎，Eh绳锅， NT（nitr.）， NV（nitr.）酝掩， NV（nitrocat.）	206000	0.3	St鳞芙，V，Eh棋叁，NT（nitr.）防弧， NV（nitr.）， NV（nitrocat.）	206000	0.3	189.8
			St(nitr)铜部，	202000		188.9
			GGG（perl.历恨，bai.，ferr.）	173000		181.4
			GTS(perl.)	170000		180.5
			GG	126000～118000		165.4～ 162.0
St(cast)	202000		St(nitr)猾晨，	202000		188.0
			GGG（perl.啃栋，bai.，ferr.）	173000		180.5
			GTS(perl.)	170000		179.7
			GG	118000		161.4
GGG（perl.肃径，bai.殴据， ferr.）	173000		GGG（perl.，bai.精者，ferr.）	173000		173.9
			GTS(perl.)	170000		173.2
			GG	118000		156.6
GTS(perl.)	170000		GTS(perl.)	170000		172.4
			GG	118000		156.1
GG	126000～ 118000		GG	118000		146.0～ 143.7

6.5接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)Z_ε

6.5.1概述

重合度系數(shù)Z_ε是考慮端面重合度與縱向重合度對圓柱齒輪齒面承載能力影響的系數(shù)又信。

a)直齒輪

6.5.2端面重合度ε­_α

上式中對外齒輪取正號，內(nèi)齒輪取負(fù)號杰笛。

端面基節(jié)

P_bt=m_tπcosα_t……………………（63）

式（62）僅在嚙合線長度被小輪與大輪的頂圓有效限定時(shí)才有效抛冗，而且被挖根齒廓限定時(shí)是不適用的。

6.5.3縱向重合度ε­_β

6.6接觸強(qiáng)度 計(jì)算的螺旋角系數(shù)Z_β

螺旋線系數(shù)Z_β是考慮螺旋角對齒面應(yīng)力的影響础芍。

6.7試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限

GB/T8539-2000給出了常用齒輪材料杈抢、熱處理以及齒輪質(zhì)量對接觸疲勞極限 的影響的有關(guān)資料， 由標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)齒輪的試驗(yàn)結(jié)果獲得仑性。

質(zhì)量等級ML惶楼、MQ、ME與MX對熱處理的要求見GB/T8539-2000诊杆。

除非另有協(xié)議歼捐，工業(yè)齒輪選用材料質(zhì)量等級MQ。

6.8接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)Z_NT

本標(biāo)準(zhǔn)使用ISO6336-3：1996的B法晨汹。表6中列入了Z_NT的數(shù)值豹储。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.9潤滑油膜形的影響系數(shù)Z_L、Z_V與Z_R

6.9.1S概述

正如ISO6336-2：1996中所述寸士，Z_L­是考慮潤滑劑名義黏度的影響檐什，Z_V是考慮齒面速度的影響，Z_R是考慮表面粗糙對嚙合區(qū)潤滑油膜形成的影響弱卡。本標(biāo)準(zhǔn)采用的是ISO6336-2：1996的C法乃正。

潤滑劑黏度的得選擇要適合于運(yùn)轉(zhuǎn)條件（節(jié)線速度住册、載荷、尺寸）瓮具，因此荧飞，Z_L、Z_V的乘積應(yīng)近似為1.0名党。

Z_R取決于與加工方法有關(guān)的齒面粗糙度叹阔。假定系數(shù)Z_R基本上為常數(shù)

6.9.2基準(zhǔn)強(qiáng)度與長壽命時(shí)的Z_L、Z_V传睹、Z_R乘積

——對于用滾削耳幢、插削或刨削或不符合以下三種情況的齒輪

Z_L、Z_V欧啤、Z_R=0.85……………………（66）

——對于研磨痪僵、磨削或剃齒輪以及平均相對峰-谷粗糙度Rz₁₀＞4的齒輪：

——對于一個(gè)齒輪是滾削、插削或刨削加工相嚙齒輪為磨削或剃削倍挚，且Rz₁₀≤4μm

Z_L暴喂、Z_V、Z_R=0.92……………………（69）

——對于Rz₁₀≤4μm的磨削或剃削齒輪傳動(dòng)

Z_L家漂、Z_V霜售、Z_R=1.0……………………（70）

6.9.3靜強(qiáng)度時(shí)的Z_L、Z_V斯癞、Z_R乘積

在所有情況下矿退，靜強(qiáng)度時(shí)：Z_L、Z_V板薛、Z_R=1.0跪篷。

6.10齒面工作硬化系數(shù)Z_W

如ISO6336-2：1996所述，齒面工作硬化系數(shù)Z_L是考慮由鋼制大齒輪（結(jié)構(gòu)鋼石葫，調(diào)質(zhì)剛）與比大輪更硬（≈200HB或更多）并具有光滑齒面（Rz≤6μm桃姐，本標(biāo)準(zhǔn)不包括磨損的影響）的小齒傳輸線相嚙合，而使大齒傳輸線齒面接觸強(qiáng)度提高的系數(shù)汰寓。本標(biāo)準(zhǔn)采用ISO6336-2：1996的B法：

當(dāng)HB＜130時(shí)

Z_W=1.2………………（71）

當(dāng)130≤HB≤470時(shí)

當(dāng)HB＞470時(shí)

Z_W=1.0………………（73）

式中：

HB——齒輪副中較軟齒輪齒面的布氏硬度口柳。

6.11接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)Z_X

Z_X是考慮由統(tǒng)計(jì)表明因尺寸的增大使被勞損傷的應(yīng)力小平降低的尺寸效應(yīng)因素（在結(jié)構(gòu)中有大最的薄弱點(diǎn)）。尺寸效應(yīng)的后果是次表面的缺陷使應(yīng)力梯度降低（理論應(yīng)力分析）有滑、尺寸影響材料質(zhì)量（鍛造跃闹、結(jié)構(gòu)變化等的影響）。重要影響因素有：

a)   材料質(zhì)量（爐料毛好、純凈度望艺、鍛壓）；

b)   熱處理肌访、硬化深度找默、硬度分布艇劫；

c)   齒廓曲線半徑；

d)   模數(shù)：在齒面硬化的情況下惩激，相對于輪齒厚度的硬化層深度（芯部支承影響）店煞。

對于調(diào)搟齒輪在相對于輪齒尺寸、相對曲率半徑有足夠滲層深度的表面硬化齒輪咧欣，尺寸系數(shù)Z_X取為1.0浅缸。

6.12接觸強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)S_Hmin

關(guān)于安全系數(shù)的一般敘述見第4單轨帜；接觸強(qiáng)度 計(jì)算的安全系數(shù)S_H見6.1.5近沐。除非供需雙方另有協(xié)議，應(yīng)采用以下最小安全系數(shù)S_Hmin­：

S_Hmin=1.0………………（74）