1、中华人民共和国国家标准通用机械渐开线圆柱齿轮承载能力简化计算方法Simplified methods for the calculation of load capacity of involute cylindrical. gears for general machines 1 烹题内窑与适用范嗣1.1 阻内容本标准是以GB3480为依据，针对通用机械由轮的特点，而制订的。UDC 621.833 刨1.2GB 10063 88 本标准规定了通用机械渐开钱圆柱由轮的面接触强度和齿根弯曲强度两种简化校核计算方法。1. 2 适用范围本标准适用于钢、锦铁制造的，基本齿廓符合G日1356的内外咄合鼠
2、齿、斜的和人子：齿渐JF伐圆柱齿轮传动。1. 2. 1 速度本标准适用于齿轮转速3600 r /min，分度圆圆周速度lmi s v 35 m; s, j虚度处于亚临别区的齿轮。1. 2. 2 载荷本标准适用于载荷KAF1!blOON /mm的齿轮。1. 2. s 精度本标准适用于GB10095的5、6、7、8、9级精度的齿轮。1. 2. 蠢合度本标准适用于1.21v 钱速度，分度圆周速度m/s X1 、；1:2小轮、大轮的法向变位系数y Fa 力作用于齿顶时的齿形系数y Fs 力作用于的顶时的复合囱形系数Ysa 力作用于齿顶时的应力修正系数Ym 型号曲强度计算的海命系数YRrelT 相对齿根
3、表面状况系数Ysr 试验的轮的应力修正系数Yx 弯曲强度计算的尺寸系数Yp 弯曲强度计算的螺旋角系数Y brelT 相对齿根困角敏感系数Yt 弯曲强度计算的重合度系数ZE 弹性系数，JN! mm2 ZH 节点区域系数ZL 润滑油系数ZNT ZR zv Zw z v: z Z z Z1、Z2Zv n E En e V40、V50v ao f F E F p F lim H Jim HP 6GB 10083-88 接触强度计算的寿命系数粗糙度系数速度系数由面工作硬化系数接触强度计算的尺寸系数接触强度计算的螺旋角系数接触强度计算的重合度系数齿数小轮、大轮的的数当量齿数法肉分皮圃压力角分皮圆螺旋角端丽
4、章含度法向盏台度纵向重合度40、50时润滑袖运动粘度泊松比基本的腕的顶剧角半径由根圆角半径的轮材料的弯曲破劳强度慕本值许用齿根应力试验囱轮的青曲疲劳极限试验齿轮的接触疲劳极限许用接触Jil力角速度乙() mm2/s mm mm N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 N/mm2 rad/s 4 载荷及共用系数4. 1 切向力、转矩、功率4. 1.1 名义倩4. 1.2 当最截荷F 2 oooT 1 oooP t一一；1叫一一一. ( 1 ) v T F 1d 1 ooo P 9 549 P ：一=. ( 2 ) 2 000 cu n F1v 1 000 Tcu 1 000 Tn (.3
5、 ) 9 549 当量载荷当最切向力Fteq、当最转矩Teq或当最功率Peq）是指与载荷阁谱具再相同作用放果的假定载荷，也就是在当最截荷的作用下，与按载荷剧谱加载，齿轮具有同样的寿命和可靠度。F1叫ZKA Ft . ( 4) T eq= KAT . ( 5) Peq= KAP . ( 6) 当已知载荷图谱时，当最载荷的计算详见附求A（参帮件。当仅知名义截荷时，当最载荷可按式（4 ）、（5 ）、( 6 ）计算，式中使用系数KA按4.2条确定。4.2 使用系数KAGB 10063-88 使用系数KA是考虑、由于咄合外部剧索引扭的动力过载影响的系数。这种过截取决于原动机和工作机的特性、质撞比、联轴器
6、类型以及运行状态。当以实测或分析方法确定由轮的当最载荷时，取KA=1 。当上述方法不能实现时，可参考表1查取KAo表1使用系数KA作机作特件”原动机i；作特性均匀平稳轻微振动中等振动强烈振动、均匀平稳1.00 1. 25 1. 50 1. 75 轻微振动1.10 1.35 1. 60 1. 85 巾？振动1. 25 1. 50 1. 75 2.0 强烈振均1. 50 1. 75 2.0 2.25 性g表中数值仅谱用于在非共振法庭!Ki点转的囱轮装置。对于在最载运转，启均力失巨大，闯歇运行以及有反复振动载荷等情况，就需要校核静强度和有限寿命强度。在对于阐述传动，根据纷验建议取k表值的1.1倍。当
7、外部机械与的轮装置之间有惋性联接时，通常KA值可适当减小。表l中原动机的工作特性可参考表20工作机的工作特性可参考表30 表2原动机工作特性示例i: 11：特性原iJJ 机均匀、护隐轻微振动中夺振动强烈振动电动机（例如直流电动机）、均匀j三转的蒸汽轮机、燃汽轮机小的，启动力矩恨小蒸汽轮机、燃汽轮机、液压装置、电动机（经常启动，启动j扭矩较大）多缸内燃机岛生缸内燃机表3工作机工作特性示例I；作特性汇作机均匀平稳发电机、均匀传i萃的带式运输机成板式运输机、螺旋输法机、轻型升降机、包装机、机床进月传动装慧、通风机、轻型离心机、离心裂、轻质液体拌和机或均匀街魔材料拌和机、剪切机、冲压机川、回转齿轮传动
8、装置、往复移动的轮装置2)轻微振Q)不均匀传动（例如包装件）的带式运输机或板式运输机、机床的主驱动装置、重型升降机、起重机中回转的轮装置、上业与矿用风机、重型离心机、离心泵、稠粘液体或变密度材料的拌和机、多缸活寒泵、给水泵、挤压机（普通型）、压延机、转炉、轧机”（连续钵条、铝条以及线材和棒料轧机中等振动橡胶挤压机、橡胶和明料作闯断五作的拷和机、球磨机（轻型、木工机械（锯片、水车床）、制比例轧机3）叶飞提升装器、第缸活寨浆挖掘机铲斗传动装器、多斗传Q）泼芮、筛分传动装置、动力铲、球磨机（重组）、橡胶操合机、破碎机（石料，矿石）、重型价水裂、旋转式钻探装置、压砖机、剥皮滚筒、落砂机、带材冷轧机、泊
9、、应坯机、轮碾机r:t: 1）额也转矩立最大明削、压制、冲击转矩。强烈振动GB 10083-88 2）额定转矩口最大启动转矩。. 3）辙5:E转矩工长时工作的最大轧制转筒。4）用电流控制力矩限制器。的由于轧制平静材经常断裂，可提高KA至2.0o4.8 动载系数Kv动载系数Kv是考虑大、小白轮咄合搞运动产生的内部附加动载荷影响的系数，其值可由下式计算EKv= K1/ KAP . ( 8) 5.2 系数CH1 CH l是考虑小齿轮转速n1和齿数比U对接触疲劳强度的影响。CH I= 52.4 10 “ 3n1u/ (u士1).“. ( 9) 式中的“”用于外咄合传动，“一”用于内咄合传动。CH l的
10、阁解钱图见图1、图20因l用于外咄命传动，回2用于内咄合传动。5.S 系数CH2CH2是考虑节点区域系数ZH、戴合度系数Ze及螺脆角系数z对接触破劳强度的影响。CH 2 = 1 I l 4叫E经表面艘化的斜脚t1.0 1.1 1.2 1. 4 eQlcos2flb 1.4未经表面硬化的直齿轮1. 0 1.1 1.2 GB 10068- 88 图4用于软的面齿轮及软、硬由西配对由轮的CH3实线一5级精度经跑合Ih位找一8级精度未经跑合；真他精度等级的的轮需用插值洁确)f1j大、小齿轮精度等级不同，则按两者中较低的精度等级ft图GB 10063-88 KH. = 1.4 Kli. = 1.2 Kf
11、f雹1,1K., =l CHs 筒L下lO:rI叩。了1:60 J ” 40 20 10 2 60 ” 40 40 20 20 10 lO 8 6 4 2 2 50 60 80 100 200 图5用于揪齿面齿轮及软、愤齿面配对齿轮的CH3值实钝一5级精度经胞合1虚线一8级精度未经跑含1其他精度等级的由轮需用插值能确定：若大、小白轮精度等级不间，则按两者中较低的精度等撤查阁b (mm). 400 50() GB 10063 88 K H = 1.4 .r/KAp . (15) 6.2 系数CF1 CF l是考虑小的轮的的数町、法肉模数mn，小白轮的转速1对齿根型号翩强皮的影响。CF 1 = 5
12、2.410叩6z1mn2n1. ( 16) CF l的图解钱回见阁1602 101 5 2 102 5 l 0.5 0.2 钢球墨铸铁181. 4 灰铸铁162. 0 165. 4 铸钢188. 0 铸钢球墨铸铁18 o. 5 灰铸铁161. 4 球愚铸铁173. 9 球墨铸铁灰铸铁156.6 灰铸铁灰铸铁143. 7146. 0 GB 10063 88 CF 2 = 1 / ( Y eY f3COS） . ( 17) n= 20时，CF2的剧解线剧见阁17。C,2 2.4E当e l. 5 t!relT q,l6 m 0.95 Sr:n 注：qs寸牛二，SFn为自粮危险截面处的厚，向为自根过被
13、曲线与30切线切点处的曲事半径。q，取假范围见阁Z向21和图220GB 10063-88 Yx d 1.0 、以内 内飞、 . 0.9 0.8 I 飞 b 。.1 c 。10 20 30 40 m.1 (mm) 图18弯曲强度计算的尺寸系数Yxa结构钢、调质钢、球摞铸铁、珠光体可锻铸铁Ib一表面硬化钢Fc一灰锦铁sd静载下的所有材料6.6 由轮材料的弯曲搬野强度基本佩FE的轮材料的海曲疲劳强度基本偏FE是用由轮材料制成的无缺口试件，在完全弹性范围内经受脉功载荷作用时的名义吗翩榄劳极限。FEF umYsr .( 20) 式中，的lim为试验的轮的弯翩疲劳极限，Ysr为试验由轮的应力修正系数，Ys
14、r=2.o。FE健可以从圄19的、(b）、( c）、(d）、“）查得。对工业囱轮，通常按MQ银质量要求选取FE值。ML、MQ及ME银质量要求的材料性能及提热处理要求，见GB85390 对于在对称循环载荷下工作的由轮如行摄轮1中间由轮） fill将从阁中查得的FEf直乘以系数0.7，对于双向运转工作的的轮，其FE值所乘系数可以稍大于o.7 0 . MQ (:,. MQ L二二二1.:.:-;.:.-100 200 600 300 200 100 50 300 HV10 400 (c）调质钢和铸铜泼，1)舍锁撇0.32%o续剧1911FF Um (N /mm2) cN /mm竹l 200, 600
15、 l 000斗。400 200 FEF Um (N /mm2) (N /mm2) 1200 、1 000 GB 1 006 388 60 500 600 700 (d）表面硬化制氟化钢I无锢钢l)if:时间气休氟化、民调崩钢与锁钢1走时阔气休氯化, , 俨” 阳，唰:kfE 山， 网”.p- 一MQ 阿r血ME，_. F 问？！飞忏翩MQ_,. . 帷”.一ML ML 飞200 l调质钢与海锁1$火钢短时气体成液体民化30 35 40 45 50. 55 I I I J _I I I . . 、60 250 300 400 500 600 700 (e）氯化制续图19800 I I HRC H
16、Vl 800 ME MQ ML 65 HRC HVt GB 10088 88 8.7 齿根弯曲强度计算的寿命系数YNTYNT是考虑当齿轮只要求布限寿命（凡3106）时，的根嘴曲强度可以提高的系数。对持久寿命的的轮YNr=l.O。对有限寿命的自轮YNr值可由阁20查得。对于在变载荷下工作的齿轮，在已知载荷阁谱时，应力循环次数NL应为其当量应力循环次数，见附录Ao比T3.0 2.5 2.0 l.5 LO 101 6.8 复合白形系数YFsw w 因20寿命系数YNTNL 10 Ho 107 复合齿形系数YFs=YFaYsa，它是考虑力作用于齿顶时，齿形和齿根困角引起的应力集中、以及压应力、剪应力等
17、对由根应力的影响。其中YFa为力作用于囱顶时的的形系数，Ysa为力作用于齿顶时的应力修正系数。YFs可根据的数z(zv）、变位系数2由图21至图221.!t得。内自轮的复合的形系数fFs用替代由条（Z刀）来确定，见阁21阁22的图注。应力修正系数Ysa可根据自数Z( Zv）及变位系数s由图23和图24甜导。Ysa仅用于齿根静强度计算。在进行静强度计算时，应把按阁21、图22查得的复合齿形系数除以Ysao 8.9 齿根弯曲强度的最小安全系数SFmin 安全系数的选用原则，见2.10条。本标准推荐取最小安全系数$SFmin= 1.4 . (21) GB 10063-88 YFs 5.6 5.4 5
18、.2 5.0 4.8 4.6 4.4 4.06 = Yp，抽4.。3.8 3.6 3.4 10 11 12 14 16 18 20 30 40 60 80 100 g g ooZ (Z. ) N咽图21外齿轮的复合由形系数YFs， 201 hJmn= 11 ha0/mn= 1. 25；向。mn=0.38。对向向02/2，由高h=h.。h.tf.J内齿轮，YFs=5,10，当Pr晶。时，YFs= Y Ps帽YF 寸5.65.4 5.2 5.0 4.在4.在 4.4 4.2 OOZi- 4.0? =Y Fs回4，。在.70.8 3.8 7 8 9 10 在.9 11 12 3.6 14 图22外齿
19、轮的复合齿形系数YFsn= 20 I halmn= 1 1 h叫mn=1.41 P副mn-Noo时，取N的N.叫GB 10068-88 表Al常用由轮材料的特性数Neq计算方法接触强度（疲劳点蚀）弯曲强度囱轮的材料调质钢、球婴铸铁、珠光体可锻铸铁、表面硬化钢调质钢、氯化钢经气体辄化、灰铸铁调质钢经液体氮化结构制、调质钢、球墨铸铁、珠光体可锻铸铁渗碳j卒火钢、表面j卒火铜调质钢、氮化钢经气体蝇化、，灰铸铁调脑钢经液体氮化附隶”齿轮的设计公式（参垮件）81 1街面接触强度的设计公式No 10 5 10s 10 5 104 10 3 10 3 103 N., p 5 x 10 7 6.6 2 x 1
20、06 5.7 2 x 106 15.7 3 x 10 6 6.25 3 x 106 8.7 3 x 106 17 3 x 106 83 在初步设计由轮时，根据齿固接触强度，可按下列公式之一估算白轮传动的尺寸z3/KT, Aa (u土1) .- (mm) . At1 v叮一(mm) . (B2) 阳HPU 对于钢对钢配对的的轮剧，常系数健Aa,Ad见表白l，对于非钢对钢配对的齿轮副，需将表白l中值乘以修正系数，修正系数列于表B2o表B1销对钢配对的轮剧的Aa、Ad值螺旋角0 0 8、152535、A. 483 476 447 Ad 766 756 709 表日2修正系数小白轮钢锵钢球墨铸铁灰铸铁
21、大齿轮铸钢球墨铸铁灰铸铁铸铜球墨铸铁灰铸铁球摆铸铁灰铸铁灰铸铁修正系数0.997 0.970 0.906 0.994 0.967 0.898 0.943 0.880 0.836 GB 10063-88 由宽系数队见表日3，归口仇（u士1) I 2 o 载荷系数K，常用值K= 1.22，当载荷、严稳，由宽系数较小，轴承对称布置，轴的刚性较大，的轮精度较高（6级以上以及的的螺旋角较大时取校小慎，皮之取较大值。许用接触应力HP，推荐按下式确定HP0.9H Jim N/mm2 . Am ./ ? (mm) . . B4) VdZJ NF p 系数Am71J于表B4o表日4系数Am值螺旋角H。8。15.25 35 Am 12.6 12.4 11.5 许用的根应力FP，推荐按下式确定z轮的且在向受力zFP0.7FE N/mm2 .（日5)轮的双向受力或开式的轮FP0.5FEFlim N/ mm2 . （日6)附加说明：本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出。本标准由郑州机械研究所归口。本标准由郑州机械研究所、东北工学院负责起草。本标准坦事人刘彼安、刘睿、张元国、杜国泊、杨文通、阎t是新、鄂中凯、蒋民、蔡春源。
