GB T 10062.1-2003 锥齿轮承载能力计算方法 第1部分 概述和通用影响系数.pdf

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1、ICS 21. 200 J 17 . . 共GB/T 10062. 1-2003/ISO 10300-1 : 2001 代替GB/T10062 1988 Al-:. 目已系Calculation of load capacity of bevel gear Part 1 , Introduction and general influence factors (ISO 10300-1 :2001,IDT) 2003-11-25发布2004-06-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检班总局发布GB/T 10062. 1-2003/ISO 10300-1 :2001 前言.1 范围目2 规范性

2、引用文件3 术语与定义4 代号与缩写词.5 应用.6 外部作用力与使用系数KA7 动载系数Kv 录I 1 1 1 1 8 11 12 8 齿向载荷系数K町、K，. . . . . . . 19 9 端面载荷分配系数Ku0,KF000.21 附录A（规范性附录）锥齿轮几何参数计算.26 附录职资料性附录使用系数K,. 35 附录C（资料性附录按触斑点.36 一一一一GB/T 10062. 1-2003/ISO 10300-1,2001 目。GB/T 10062-2003锥齿轮承载能力计算方法分为三部分2一第1部分z概述和通用影响系数，一一第2部分z齿面接触疲劳（点蚀）强度计算，一一第3部分2齿根

3、弯曲强度计算。本部分为GB/T10062-2003的第1部分，对应于ISO10300-1 , 2001锥齿轮承载能力计算方法第1部分z概述和通用影响系数（英文版本部分代替GB/T10062一1998.本部分等同采用ISO10300 J, 2001.为方便使用本部分作了下列编辑性修改z一一按照汉语习惯对一些编排格式进行修改s一一用小数点气代替作为小数点的逗号，；一一删除了ISO10300 1的前言和引言本部分的附录A为规范性附录，附录B、附录C为资料性附录a本部分由中国机械工业联合会提出。本部分由全国齿轮标准化技术委员会归口。本部分起草单位g郑州机械研究所本部分主要起草人g张元国、王琦、杨星原、

4、陈爱闽、王长路本部分所代替标准的历次版本发布情况为zGB/T 10062一1988.I | 范围GB/T 10062. 1-2003/ISO 10300-1 :2001 锥齿轮承载能力计算方法第1部分：概述和通用影晌系数GB/T 10062巾的计算公式为直齿、斜齿、零度齿和弧齿锥齿轮（除准双曲面齿轮外）的接触和弯曲强度的计算提供了一个统一的适用方法适用于等高齿、收缩齿。计算公式考虑了已知的影响轮齿点蚀与在齿根阅角处断裂的各主要系数。计算公式不适用于轮齿的下述损坏形式g塑性变形、微点蚀、表层压碎、焊合、磨损等弯曲强度的计算公式适用于齿根圆角的断裂强度计算，但不适用于轮齿工作表面的弯曲强度计算，也

5、不适用于轮缘或辐板、轮毅失效的强度计算对于特种类型的锥齿轮的抗点蚀与弯曲强度承载能力可用恰当选择通用计算式中的各系数的数值来进行计算.Gll/T 10062不适用于接触不良的锥齿轮。GB/T 10062适用于当量圆柱齿轮端面重合度，2的锥齿轮。对于大小齿轮的齿高变位系数总和为零（即啃合齿轮刷的法向工作压力角等于基本齿条的法向压力角）的齿轮，本标准巾给出的各种关系式是有效的2 注z准双曲面齿轮的承载能力的计算方法由切齿机床的制选厂家提供注意s当这个方法用于大的螺旋角、大的压力角和大的齿宽blOm时，GB/T10062的计算结果应经过验证确定。规范性引用文件下列文件中的条款通过Gll/T10062

6、的本部分的引用而成为本部分的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括助识的内容）或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的段新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T 1356-2001 通用机械和重型机械用阅柱齿轮标准基本齿条齿廓（idtISO 53: 1998) GR/T 2821-2003 齿轮几何要素代号（ISO701: 1998, IDT) GB/T 3374 1992 齿轮基本术ii(neq ISO/R 1122-1:1983) GB/T 3480 1997 渐开线囚柱齿轮承载能力计算方法（eqvISO

7、6336-1 6336 3: 1996) GB/T 8539-2000 齿轮材料及热处理质量检验的一般规定（eqvISO 6336-5: 1996) GB/T 10062. 2 2003锥齿轮承载能力计算方法第2部分g齿面接触疲劳（点蚀）强度计算(ISO 10300 2: 2001, IDT) GB/T 10062. 3-2003 2001, IDT) GB/T 10095. 1-2001 (idt ISO 1328-1: 1997) 3 术语与定义锥齿轮承载能力计算方法第3部分：齿根弯曲强度计算（ISO10300 3: 渐开线阅柱齿轮精度第1部分轮齿肉相l齿面偏差的定义和允许值GB/T 10

8、062的本部分使用GB/T1356和GB/T3374中给出的名词术语和定义。4 代号与缩写词GB/T 10062的水部分的代号是基于GB/T2821的代号基础之上的，同时也包括了GB/T10095. 1 一一 GB/T 10062. 1一2003/ISO10300-1 : 2001 给出的代号。GB/T10062中使用的代号与缩写词见表I 表1GB/T 10062中的第1、2、3部分的代号与缩写词代号意义单位a. 当量圆柱齿轮中心距盯lffia帽当最阴性齿轮在法截面上的中心距11 b 齿宽11 b. 计算有效齿宽盯lffib, 有效齿宽盯111b, 大端齿宽的增加量口1口11b. 大端有效齿宽

9、的增加最盯111b, 小端齿宽的增加量盯1凹1f;b, 小端有效齿宽的增加最mm c. 元量纲妻数c, 哨合刚度N/(mm m) c，。平均啃合刚度N/(mm m) c 单对齿刚度（见GB/T3480) N/(mm m) , 单对齿刚度N/(mm m) Co d, 大端节圆直径”lm d. 中点节回直径盯3盯1d. 当虽阿拉齿轮分度回直径m盯1d 当量圆柱齿轮顶圆直径m口1d回当量圆柱齿轮在法截面上的顶圆直径盯11a. 当最闵柱齿轮基圆直径盯1口1d 当里圆柱齿轮在法截丽上的基圆直径自11d 当盘圆柱齿轮在法截面上的分回度直径m口1f 至按触线的距离m町、1 至中间接触线的距离/1. 窗廓形状

10、偏差m f . 至中间接触线的最大距离m口1f, 1号距偏差m f 有效齿距偏差m f, 我荷修正系数g. 确定最薄弱截面的设定的距离口1盯1g 当最困柱齿轮呐合线长度口1盯1g咽当f盖因柱齿轮在法战面上的啃告线长度罚lffig, 刀具刃边半径的中心与齿轮中心线沿刀具的分度面测量）之间的距离盯1口12 GB/T 10062. 1-2003/ISO 10300-1 : 2001 裴1（续）代号意)(. 单位g , 刀齿顶刃半径的中心至冠轮节面（垂直于节面方向测量）的距离口1盯1g ” 计算接触强度军数的中间变量盯11g 计算接触强度罩数的中间变量m口3K1 计算接触强度系数的中间变量盯1汀1!1

11、1 计算接触强度系数的中间变量mm K 瞬时接触线在齿长方向的投影长度mm g, 在接触椭圆内暗合线长度m1 g, 冠轮刀具齿槽中心线至刀具顶刃例弧丰径中心的距离（在中点It践面内测量）n1m 从中点截面至压力中心的距离（沿齿长方向测量）g。m盯1h 大端齿顶高盯1n1h血中点齿顶高口1盯1h., 基本齿条齿廓的街顶高盯1町1h 刀具齿顶高11 h“ 大端齿根高盯1口1h, 基本齿条齿廓的街根高町、口1h,. 中点齿根高mm h阳刀具齿根高宵1口1h,. 齿报应力的弯矩力臀（载荷作用于齿顶）口11h, 载荷距危险截丽的高度mm 是累加的索引号h 定位常数I, 接触线的长度mm 中点接触线的长度

12、1衍11., 中点接触线的投影长度町、mm., 大端端面模数1m mmn 中点法向模数m盯1m., 中点端面模数m口1m., 诱导质量（转化到动态等效圆柱齿轮啃告线上每毫米齿宽的质量）kg/mm m 单个齿轮转化到啃合线上的单位齿宽当最质量kg/mm n 转速/min n日小齿轮临界转速r/min 户尖峰载荷N/mm 刀具的凸台m1 户幽事最大尖峰载荷N/mm 3 GB/T 10062. 1一2003/ISO10300-1 :2001 表1（续）代号意义fjtj./_ 户参考尖峰载荷p . 当量圆柱齿轮端困基阴齿距盯11q 加工余量盯1口1q 计算式中的纵向曲$囚于的草草q, 缺口参数q,T

13、试验齿轮的缺口参敬 刀具半径mm rm r 中点的法截囚内节囚至载荷作用点的距离mn s., 1r锥端面齿厚mn Samn 中点法向齿顶厚度nm 中点法向弧齿厚m1 s, 刀具凸台最口】口1s 中点端面弧齿厚mn 计算裁面的齿根弦长mm SN 危险截面的一半齿厚n1m u 锥齿轮齿数比u, 当量圆柱齿轮齿数比v,. 分锥大端的切向速度m/s V, m 最大节线速度m/s v., 齿宽中点分锥的切向速度m/s Xhm 齿宽中点齿高变位系数x,. 齿宽中点切向变1系数x, 小轮接触强度系数m1 y, 相对于光滑抛光试验件的齿距误差的跑合fmm Yi 附合线上最大巧tltrIi力的载荷作用点的位置n

14、m y, 响合线上我荷作用点的位置盯y, 齿距偏差的跑合扯rm z 齿数z, 当量圆柱齿轮的白数z叫当量圆柱齿轮在法11。齿形和轮齿修正系数的辅助系数 泊松比40 11.lio 40C和50时汕的名义动态黠度mm /s 角速度rad/s x 缺口根部相对应力差口1口11 E Xr 试验齿轮缺口根部的相对应力差mm 王轴交角.其他角标。1、2刀具、小tl轮、大齿轮x 动态等效的罚性齿轮A、日、Bl、由A、B,Ill、B2和C法确定的值B2、C(1),(2) 插值尝试法与mm（除，.外）有关的值5 应用5. 1 方法5. 1. 1 通则Gll/T 10062主要用于计算从图纸或测量（重新计算）中获

15、得必要数据的锥齿轮。在初步设计阶8 GB/T 10062. 1一2003/ISO10300-1 :2001 段，所获得的数据是有限的，对于某些系数可采用近似或经验的数值。此外，在某些应用场合或粗略计算中，某些系数可设定为“1”或某个常数。但此时应选用保守的安全系数（见5,2）。无论何种情况，如果A、B、C法的结果不一致，贝rJ优先选择实际尺寸、金负荷试验。如果AIt的精确度与可靠度已被证明，与B法比较优先选用A法，问样B法与C法比较则优先选用IlIto 5. 1. 2 实际尺寸、全负荷试验齿轮传动设计实际尺寸、全负衍的试验是预测然个齿轮系统性能（齿轮承载能力）的最有效的方法试验方法不需要Ill

16、A、B、C法中任种计算来校验然而，对于锥齿轮，习惯上用B法或C法进行初始设计，然后用试验方法来改进，以达到政佳的轮齿接触、工作的平衡性以及可调节性。5. 1. 3 A法从其他类似的齿轮传动结构的运行中获得丰富的经验，从试验约果或现场数据的推论中获得满意的指导资料。包括在上述推论中的系数要用精确测试和传动系统的深入的数学分析或运行现场的经验等来评价。为使用A法，要知道齿轮我荷的全部数据，这些数据要活楚被描述并提供全部数学分析与试验的前提条件、边界条件、影响到纺果的各种特征当f0例如，这种方法的精确度要通过公认的齿轮测试来证实。对于这种方法，用户和供应者协商一致。5. 1. 4 B法从其他类似的齿

17、轮传动结构的运行中获得丰富的经验，从试验结果与现场数据的推论中获得满意的指导资料。推作本计算方法用于设计方案的比较。此外，对某些系数给出了近似的方法及其评价的相关假定。对于给定工作条件下的相关假定的有效性要予以检验。5. 1. 5 c法在评价某些系数时，如不能获得适当的试验结果或类似设计的现场经验，则要采用进一步简化的计算方法。上述简化计算方法对于特定的使用条件或某些特定的前提（例如，与验收试验相关的前提条件）是适用的5.2 安全系数当选择安全系数时，允许的齿轮失效概率应小心地权衡，以平衡可靠度与成本之间的关系如果在实际载荷条件下用试验齿轮箱的方法能精确鉴别齿轮的性能，则可采用较低的安全系数。

18、安全系数由计算强度除以工作应力来确定。除上述总的要求以及与表而按触疲劳强度（点蚀）和齿根弯曲强度（GB/T 1C62. 2、Gll/T 10062. 3）有关的特殊的要求以外，只有当仔细考虑了材料数据的可靠度、计算所用我荷值的可靠度后才能确定安全系数。在给定的失效概率条件下，Jl于计算的材料的疲劳极限才是有效的CGB/T8539材料的疲劳极限在失效概$为1%的情况下有效）。当安全系数地加时，则失效的危险降低，反之亦然。如果载荷或系统对振动的响应是估算的而不是测试所得的，则应采用较大的安全系数在确定安全系数时，要考虑下述的变化一一由于制边公差引起的齿轮几何参数变化；一一对中度的变化；十一由于化学

19、成分、纯净度与微观纺构的变化（材料质量与热处理）引起的材料变化；一一润滑与齿轮使用寿命期间维护的变化。安全系数取值的合理性取决于计31巾的假定的可靠性（例如E计算的我衍假定）以及齿轮本身所要求的可靠性（可能发生的齿轮失效）。齿轮产品应具有拔制：强度的政小安全系数SH0,;0= 1，弯曲强度的政小安全系数Sfm;o= J, 3（对弧齿锥齿轮）,SFmio=l. 5（对于直锥齿轮或/lm I ; t与fe+v欧NI.(1.5-N)( 22 ) LJ , 0. 25 17 L GB/T 10062. 1-2003/ISO 10300-1 :2001 因3为动我系数图线，当缺乏专业的动我前知识时可采用

20、这些因线。因3的图线以及下回给出的计算公式是建立在经验数据基础之t的，未考虑共极（见7.们。由于经验图线的近似特性和在设计阶段缺乏齿轮制造误差实测的，动我系数曲线必须在制造方法的经验以及考虑影响到设计的运行条件的基础之t米选择（见7.7.1），在大多数bl况下，根据以前齿丽的接触斑点的经验是有帮助的。由曲线69与精密齿轮传动（7.7. 4. 2）选择KvcJ二基于传动误差见7.4）基础之上的。如果不能获得传动误差，yjlj评价齿面上的核触斑点也是合理的。如果每侧的丽的接触斑点不一致，贝r齿距精度（齿距偏差）作为粘度的代表数旺，以确定动载系数。C是精度等级系数，按GB/T10095. I给出的计

21、算式计算：I 6 1. 5 I. 4 据盹晤1.3 情1 2 I. I 1 。7. 7.4.2 精密齿轮传动. 10 图320 30 节；直fJi/(m/e)动载系数Kccs 巳1C6 10 so 当齿轮传动采用很高粘度等级工艺控制方法来制造时（一般情况下，当GB/T10095. I的C5时，或设计制造与使用经验保证为低传动i旦差时）, Kv的的可取1.0与I.I （取决于类似应用的经验和实际达到的精度）。为了正确使用Iv的上述数缸，齿轮传动必须保持衍确的对中度和充分的润滑，使得在运行条件下保持i主齿轮传动的全部和与度。7. 7.4.3 经验曲线因3巾表示的C=6至C=9的经验曲线是rl1下述

22、各式得出的26C96三三立三三I200或10000/111，.（取较小的的）1.25 K ZLs见GB/T10062. 2, 在式（35）与式（36）中，如果K，三号，取I 拉一K Y，见Gll/T10062. 3, 上述边界条件，己假定了最不利的载荷分布状况，即仅一对轮齿传递总的切向力，因而计算是安全的推荐对于斜齿与弧齿锥齿轮的精度要进行选择，以使Ku，与K，不超过.。9. 4 c法综合评述一般来说本法对工业齿轮是足够精确的。为确定系数K11.-c与Kr.c，必须知道齿轮精度等级、J(I.仪栽街、锥齿轮的类型和跑合特性等。跑合特性由材料与热处PH来表达。9.4.2 前提条件与假定9.4.2.1 端面重合度：1.Z. 10m/s的齿轮剧的跑合允许量y,50 40 / / U回民10m/o 20 ，.！俨m/ / / 10 事碳摔业钢与组化制结构钢与调质钢图55 - - :I夜铸铁0. 5 3 25 10 20 5 2 1 ELah 9.5