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附錄A

最小安全系數(shù)參考值^15]

使用要求	最 小 安 全 系 數(shù)
	SFmin	SHmin
高可靠度	2.00	1.50～1.60
較可靠度	1.60	1.25～1.30
一般可靠度	1.25	1.00～1.10
低可靠度	1.00	0.85
注 1 在經(jīng)過(guò)使用使用驗(yàn)證或?qū)Σ牧蠌?qiáng)度、載荷工況及制造精度擁有較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)時(shí)，可取表中SFmin下限值。 2 一般齒輪傳動(dòng)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(shí)，可能在點(diǎn)蝕前先出現(xiàn)齒面塑性變形。

15]附錄A表中各S_Fmin推薦值是根據(jù)ISO6336：1996規(guī)定S_Fmin=1.25，經(jīng)理論分析論證并參考權(quán)威的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的。

附錄B

（提示的附錄）

在變動(dòng)載荷下工作的齒輪強(qiáng)度核算^16] （16]等效采用ISO/DTR10495：1995。）

B1 有載荷圖譜的強(qiáng)度計(jì)算

當(dāng)齒輪在變動(dòng)載荷下工作且有載荷圖譜（示意圖見(jiàn)圖B1）可用時(shí)，應(yīng)按Palmgreen-Miner定則核算其不同載荷水平下的應(yīng)力及其疲勞累積損傷計(jì)算的強(qiáng)度安全系數(shù)。上述定則假定：齒輪在一系列不同的重復(fù)應(yīng)力水平下工作所造成的疲勞累積損傷度，等于每一個(gè)應(yīng)力水平的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)與材料應(yīng)力-循環(huán)次數(shù)特性線（S-N曲線）上該應(yīng)力水平對(duì)應(yīng)的循環(huán)次數(shù)的比值之和（參見(jiàn)式（B2））。為了偏于安全，這里所謂的每一應(yīng)力水平應(yīng)取每一應(yīng)力水平區(qū)間中的最大應(yīng)力值。例如，在第i級(jí)應(yīng)力水平下工作的循環(huán)次數(shù)為N_Li，該應(yīng)力水平所對(duì)應(yīng)的S-N曲線上的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為N_i,i=1,2,3,…,則有

式中：U_i——在第i級(jí)應(yīng)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(qiáng)度安全系數(shù)Ｓ≥1.0，則需有

Ｕ≤1.0…………………………………………………………(B3)

各應(yīng)力水平區(qū)間的接觸應(yīng)力σ_HL和彎曲應(yīng)力σ_FL分別按式（B4）、(B5)計(jì)算，大、小輪應(yīng)分別計(jì)算。

式中：T_L——應(yīng)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;

      Z_BD——單對(duì)齒嚙合系數(shù)Z_B與Z_D中之大值者，按5.1.5規(guī)定取值。

K_VL,K_HβL,K_FβL,K_HaL,K_FaL是指在T_L載荷下的K_V,K_Hβ,K_Fβ,K_Ha,K_Fa值。各系數(shù)K及Y的定義見(jiàn)本標(biāo)準(zhǔn)正文第2章。

     在計(jì)算各應(yīng)力水平的σ_HL和σ_FL時(shí)，應(yīng)取使用系數(shù)K_A=1.0。

在S-N曲線上有

式中：σ_1n, σ_2n——S-N曲線上點(diǎn)1、點(diǎn)2處的應(yīng)力，N/mm²;

          N₁,N₂——S-N曲線上點(diǎn)1、點(diǎn)2處的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；

             e——材料指數(shù)。

P_i值見(jiàn)表B1。

因此，在變動(dòng)載荷工況下且有工作載荷譜可用時(shí)，齒輪的強(qiáng)度安全系數(shù)S可按下式計(jì)算：

亦即

為保證齒輪安全工作，需要足本標(biāo)準(zhǔn)（正文）的式（2）式（10），即

                               S_H≥S_Hmin

和                             S_F≥S_Fmin

式中S_Hmin和S_Fmin分別是接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)值，參見(jiàn)附錄A。

表B1 材料疲勞曲線指數(shù)p_i

計(jì)算類(lèi)別	材料及其熱處理		工作循環(huán)次數(shù)NL	pi
接觸強(qiáng)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(yīng)淬火或火焰淬火的鋼、球墨鑄鐵	允許有一定點(diǎn)蝕時(shí)	6×105＜NL≤107	6.77
			107＜NL≤109	8.78
			109＜NL≤1010	7.08
		不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕	105＜NL≤5×107	6.61
			5×107＜NL≤107	16.30
	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
			2×106＜NL≤1010	26.20
	氮碳共滲的滲氮鋼、滲碳鋼		105＜NL≤2×106	15.72
			2×106＜NL≤1010	26.20
彎曲強(qiáng)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
			3×106＜NL≤1010	49.91
	滲碳淬火的滲碳鋼；火焰淬火、全齒廓感應(yīng) 淬火的鋼、球墨鑄鐵		103＜NL≤3×106	8.74
			3×106＜NL≤1010	49.91
	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
			3×106＜NL≤1010	49.91

B2 無(wú)載荷圖譜時(shí)的強(qiáng)度核算

在變動(dòng)載荷下工作的齒輪又缺乏載荷圖譜可用時(shí)，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(lái)確定計(jì)算載荷。當(dāng)無(wú)合適的數(shù)值可用時(shí)，使用系數(shù)KA可參考本標(biāo)準(zhǔn)第6章表3確定。這樣，就將變動(dòng)載荷工況轉(zhuǎn)化為變動(dòng)載荷工況來(lái)處理，并按本標(biāo)準(zhǔn)正文中各章的有關(guān)公式核算齒輪強(qiáng)度。

附錄C

輪緣系數(shù)Y_B^17]

C1 概述

計(jì)算分析表明，當(dāng)齒輪的輪緣厚度S_R相對(duì)地小于輪齒全齒高h(yuǎn)_t時(shí)（S_R及h_t意義見(jiàn)C1），輪齒的齒根彎曲應(yīng)力將明顯增大。光彈實(shí)驗(yàn)和有限元分析均指出：當(dāng)輪緣齒高比m_B=S_R/h_t≥2.0時(shí)，m_B對(duì)齒根彎曲應(yīng)力沒(méi)有影響。在m_B=1.0～2.0區(qū)間，齒根彎曲應(yīng)力開(kāi)始增大。圖C1是經(jīng)分析歸納得出輪緣系數(shù)Y_B與輪緣高比m_B的關(guān)系曲線，它由以m_B=1.0和1.56為折點(diǎn)的三段直線組成。

需指出，輪緣系數(shù)Y_B沒(méi)有考慮加工臺(tái)階、缺口、箍環(huán)、鍵槽等結(jié)構(gòu)影響對(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響。

C2 輪緣系數(shù)Y_B

在薄輪緣齒輪根應(yīng)力基本值計(jì)算時(shí)，應(yīng)增加一項(xiàng)輪緣系數(shù)Y_B，用以考慮輪緣齒高比m_B對(duì)齒根彎曲應(yīng)力的影響。即對(duì)用方法一[見(jiàn)4.2.2a]計(jì)算σ_F0時(shí)，本標(biāo)準(zhǔn)中式（12）應(yīng)改寫(xiě)成

或采用方法二[見(jiàn)4.2.2a]計(jì)算σ_F0時(shí)，公式（13）應(yīng)改寫(xiě)成

式中：σ_F0——齒根應(yīng)力基本值，N/mm²;

        b——齒輪寬度，mm;

       m_n——齒輪模數(shù)，mm;

YF,YFa——彎曲強(qiáng)度計(jì)算方法一及方法二的齒形系數(shù)，見(jiàn)7.2.1;

YS, YSa——彎曲強(qiáng)度計(jì)算方法一及方法二的應(yīng)力修正系數(shù)，見(jiàn)7.2.2;

Y_β——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)，見(jiàn)7.2.4;

Y_ε——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，見(jiàn)7.2.3。

輪緣系數(shù)Y_B可按式（C3）～（C5）計(jì)算或由圖C1查取。

當(dāng)m_B＜1.0時(shí)，

當(dāng)1.0≤m_B＜1.56時(shí)，

當(dāng)m_B≥1.56時(shí)，

              Y_B=1.0……………………………………………(C5)

圖C1 輪緣系數(shù)  Y_B

采用說(shuō)明：

17]ISO 6336中彎曲應(yīng)力計(jì)算未給出S_R≤3.5m_n時(shí)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(dāng)1.0≤m_B＜1.56的Y_B公式。