GB/T 3480.3-2021直齿轮和斜齿轮承载能力计算第3部分：轮齿弯曲强度计算

ICS21200

J17.

中华人民共和国国家标准

GB/T34803—2021/633632019

.部分I代S替O-:

GB/T3480—1997

直齿轮和斜齿轮承载能力计算

第3部分轮齿弯曲强度计算

:

Calculationofloadcapacityofspurandhelicalgears—

Part3Calculationoftoothbendinstrenth

:gg

(ISO6336-3:2019,IDT)

2021-04-30发布2021-11-01实施

国家市场监督管理总局发布

国家标准化管理委员会

GB/T34803—2021/ISO6336-32019

.:

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅵ

范围

1………………………1

规范性引用文件

2…………………………1

术语定义符号和缩略语

3、、………………2

术语和定义

3.1…………………………2

符号和缩略语

3.2………………………2

齿轮断齿和安全系数

4……………………7

基本公式

5…………………7

总述

5.1…………………7

弯曲强度安全系数防止轮齿断齿S

5.2()F……………7

弯曲应力计算值σ

5.3F…………………8

总述

5.3.1……………8

方法

5.3.2A…………………………8

方法

5.3.3B…………………………8

许用齿根弯曲应力σ

5.4FP………………9

总述

5.4.1……………9

确定许用齿根弯曲应力σ的方法的原理条件假设和应用

5.4.2FP、………………9

许用齿根弯曲应力σ方法

5.4.3FP:B………………10

有限寿命和高周疲劳寿命下的许用齿根弯曲应力σ方法

5.4.4FP:B……………10

齿廓系数Y

6F……………11

总述

6.1…………………11

齿廓系数Y的计算方法

6.2F:B……………………12

总述

6.2.1……………12

当量齿轮的参数

6.2.2………………14

用滚刀生成的外齿轮的危险截面处的法向弦长S齿根圆角半径ρ弯曲力臂h

6.2.3Fn、F、Fe……14

用插齿刀生成的外齿轮的危险截面处的法向弦长S齿根圆角半径ρ

6.2.4Fn、F、

弯曲力臂h

Fe…………………15

用插齿刀生成的内齿轮的危险截面处的法向弦长S齿根圆角半径ρ

6.2.5Fn、F、

弯曲力臂h

Fe…………………18

应力修正系数Y

7S………………………18

基本用法

7.1……………18

应力修正系数Y方法

7.2S(B)………………………19

齿根有台阶的齿轮的应力修正系数

7.3………………19

与试验齿轮尺寸相关的应力修正系数Y

7.4ST………20

螺旋角系数Y

8β…………………………20

Ⅰ

GB/T34803—2021/ISO6336-32019

.:

总述

8.1…………………20

图解值

8.2………………20

解析值

8.3………………20

轮缘厚度系数Y

9B………………………21

总述

9.1…………………21

图解值

9.2………………21

解析值

9.3………………21

外齿轮

9.3.1…………………………21

内齿轮

9.3.2…………………………22

齿高系数Y

10DT…………………………22

总述

10.1………………22

图解值

10.2……………22

解析值

10.3……………22

弯曲耐久性极限

11………………………23

总述

11.1………………23

方法得到的耐久性极限

11.2A………………………23

方法得到的相关σ和σ值的耐久性极限

11.3BFlimFE………………23

弯曲强度寿命系数Y

12NT………………23

总述

12.1………………23

寿命系数Y方法

12.2NT:A……………23

寿命系数Y方法

12.3NT:B……………24

总述

12.3.1…………………………24

图解值

12.3.2………………………24

解析值

12.3.3………………………24

齿根圆角敏感系数Y和相对齿根圆角敏感系数Y

13δTδrelT……………25

基本定义

13.1…………………………25

各种齿根圆角敏感系数的定义

13.2…………………25

总述

13.2.1…………………………25

方法

13.2.2A………………………25

方法

13.2.3B………………………25

方法的相对齿根圆角敏感系数Y

13.3BδrelT………26

图解值

13.3.1………………………26

解析值

13.3.2………………………29

齿根表面状况系数YY和相对齿根表面状况系数Y

14R、RTRrelT………31

表面状况的影响

14.1…………………31

表面状况系数和相对表面状况系数

14.2……………31

总述

14.2.1…………………………31

方法

14.2.2A………………………31

方法

14.2.3B………………………31

相对表面状况系数Y方法

14.3RrelT:B………………31

图解值

14.3.1………………………31

Ⅱ

GB/T34803—2021/ISO6336-32019

.:

解析值

14.3.2………………………32

尺寸系数Y

15X…………………………33

总述

15.1………………33

方法的尺寸系数Y

15.2AX…………33

方法的尺寸系数Y

15.3BX…………33

总述

15.3.1…………………………33

耐久性极限和静强度下的图解值

15.3.2…………33

解析值

15.3.3………………………34

附录规范性附录许用齿根弯曲应力σ分别通过缺口试样或平滑试样取得

A()FP———…………36

附录资料性附录平均应力影响系数Y的参考值

B()M……………43

附录资料性附录确定直齿轮法向载荷的推导公式

C()……………45

附录资料性附录相关国家标准国际标准对照

NA()、………………46

参考文献

……………………47

Ⅲ

GB/T34803—2021/ISO6336-32019

.:

前言

直齿轮和斜齿轮承载能力计算分为下列部分

GB/T3480《》5:

第部分基本原理概述及通用影响系数

———1:、;

第部分齿面接触强度点蚀计算

———2:();

第部分轮齿弯曲强度计算

———3:;

第部分材料的强度和质量

———5:;

第部分变载荷条件下的使用寿命计算

———6:。

本部分为的第部分

GB/T34803。

本部分按照给出的规则起草

GB/T1.1—2009。

本部分代替渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法中的部分内容

GB/T3480—1997《》。

本部分和相比主要技术变化如下

GB/T3480—1997,:

本部分采用仅规定轮齿弯曲强度计算而不涉及所规定的基本

———ISO6336-3:2019,,ISO6336-1

原理概述及通用影响系数和所规定的齿面接触强度点蚀计算

、ISO6336-2();

修改了一些名词如齿向改为螺旋线齿形改为齿廓纵向改为轴向等

———,“”“”,“”“”,“”“”;

增加了均载系数K见式

———γ[(3)];

修改了与弯曲疲劳强度相关的螺旋角系数Y计算式见式

———β[(66)];

正文结构和附录内容有很大调整

———。

本部分使用翻译法等同采用直齿轮和斜齿轮承载能力计算第部分齿轮弯

ISO6336-3:2019《3:

曲强度计算

》。

与本部分中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下

:

直齿轮和斜齿轮承载能力计算第部分基本原理概述及通用影响

———GB/T3480.1—20191:、

系数

(ISO6336-1:2006,IDT);

直齿轮和斜齿轮承载能力计算第部分材料的强度和质量

———GB/T3480.5—20085:

(ISO6336-5:2003,IDT)。

本部分还做了下列编辑性修改

:

将表中的χ*改为χ*

———ISO6336-3:20192“K”“k”;

删除式的符号σ的解释

———ISO6336-3:2019(3)FP;

将式中的σ改为σ

———ISO6336-3:2019(A.2)“Plim”“plim”。

增加了资料性附录

———NA。

本部分由全国齿轮标准化技术委员会提出并归口

(SAC/TC52)。

本部分起草单位郑州中机轨道交通装备科技有限公司中机生产力促进中心郑州机械研究所有

:、、

限公司西安法士特汽车传动有限公司湖南大学郑州江宇机械有限公司山东华成中德传动设备有限

、、、、

公司苏州绿控传动科技股份有限公司郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司江苏中工高端

、、、

装备研究院有限公司

。

本部分主要起草人刘忠明王伟王志刚封楠李海霞刘义周长江丁炜鞠国强李金峰杨海华

:、、、、、、、、、、、

孙毅博王盈颖范瑞丽管洪杰张坤张敬彩王长路侯圣文郑明曹敬煜张元国王从福丁军

、、、、、、、、、、、、、

李峰

。

本部分所代替标准的历次版本发布情况为

:

———GB/T3480—1983、GB/T3480—1997。

Ⅴ

GB/T34803—2021/ISO6336-32019

.:

引言

所有部分是由总标题为直齿轮和斜齿轮承载能力计算的标准技术规范

ISO6336()“”(GB)、(TS)

和技术报告所构成见表其中

(TR),1。:

标准提供了基于广泛接受并经过验证的计算方法

———;

技术规范提供了仍需进一步发展的计算方法

———;

技术报告提供了有效数据如算例

———,。

系列第部分至第部分的内容涵盖齿轮承载能力计算时的疲劳分析第部分至第

ISO6336119;20

部分的内容主要涉及润滑条件下齿面接触的摩擦性能第部分至第部分的内容是算例

29;3039。

系列未来可以增加新的部分对某些标准使用者反映的情况进行说明

ISO6336。

根据系列标准见表进行规范的计算仅可用于标准中规定的零件不可用于特殊零

ISO6336(1),

件当需要进一步计算时需要指明系列的相关章条或部分当使用技术规范作为特殊设计

。,ISO6336。

的验收标准时需要提前得到制造商和买方的同意

,。

表1ISO6336系列截至本部分出版前的状态

()

直齿轮和斜齿轮承载能力计算标准技术规范技术报告

第部分基本原理概述及通用影响系数

1:、√

第部分齿面接触强度点蚀计算

2:()√

第部分轮齿弯曲强度计算

3:√

第部分齿面断裂承载能力计算

4:√

第部分材料的强度和质量

5:√

第部分变载荷条件下的使用寿命计算

6:√

第部分胶合承载能力计算也适用于斜齿轮和准双曲面齿轮

20:()

闪温法代替√

(ISO/TR13898-1)

第部分胶合承载能力计算也适用于斜齿轮和准双曲面齿轮

21:()

积分法代替√

(ISO/TR13898-2)

第部分微点蚀承载能力计算代替

22:(ISO/TR15144-1)√

第部分第部分应用算例

30:ISO63361、2、3、5√

第部分微点蚀承载能力计算算例代替

31:(ISO/TR15144-2)√

齿轮齿根处沿齿高方向的最大拉应力不应超过材料许用弯曲应力这是判定轮齿弯曲强度的

(),

基础这种拉应力发生在工作齿侧的拉伸圆角处若载荷引发裂纹通常会首先出现在产生压应

。“”。,

力的圆角内即非工作齿侧的压缩圆角内当加载方向为单向且为一般齿廓时这种受压裂纹很

,“”。,

少扩展而引起齿轮失效而源于拉伸圆角处的初始裂纹最有可能发生裂纹扩展最终引起齿轮

。,,

失效

。

在齿轮运转过程中轮齿承受双向载荷如惰轮时可承受的载荷小于其可承受的单向载荷在

,(“”),。

这种情况下整个应力变化范围是加载齿侧齿根圆角的拉应力的两倍以上在确定其许用应力时应考虑

,,

Ⅵ

GB/T34803—2021/ISO6336-32019

.:

到这一点见

(ISO6336-5)。

当齿轮轮缘较薄齿根处的厚度变窄尤其是对于某些内齿轮时初始裂纹通常会出现在压缩

,(),

侧的圆角由于在这种情况下轮缘本身可能会发生疲劳断裂因此有必要进行专门的研究

。,,。

见第章

1。

几种计算临界齿根应力和评估相关影响系数的方法已有说明见

,ISO6336-1。

Ⅶ

GB/T34803—2021/ISO6336-32019

.:

直齿轮和斜齿轮承载能力计算

第3部分轮齿弯曲强度计算

:

重要提示———使用GB/T3480本部分的用户应注意当采用本部分的方法对大螺旋角β30°和

,(>)

大法向压力角αn25°的齿轮进行计算时计算结果需要凭经验确认如方法A

(>),,。

1范围

的本部分规定了具有一定轮缘厚度外齿Sh和内齿Sm的渐开线

GB/T3480(R>0.5tR>1.75n)

圆柱内外直齿轮和斜齿轮的弯曲应力计算的基本公式本部分考虑了所有由齿轮传递的载荷所引起

、。

的能够定量评估的影响齿根应力的因素在实际中内齿轮可能会产生不同于齿轮弯曲疲劳的失效形

、。,

式如裂纹从齿根圆开始沿径向向外扩展本部分的计算结果不能确保对非弯曲疲劳失效形式具有足

,。

够的安全性评估