一、概述
齒輪的質(zhì)量依據(jù)是標(biāo)準(zhǔn)。齒輪強(qiáng)度和精度兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)提供的是保證齒輪產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性的最重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算方法。齒輪設(shè)計(jì)是決定和制約齒輪產(chǎn)品的水平、質(zhì)量、可靠性和成本的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近百年來(lái)，為研究和摸索齒輪的設(shè)計(jì)和制造規(guī)律，國(guó)內(nèi)外許多齒輪工作者都付出了畢生的精力。他們的成果都凝聚在有關(guān)著作和不斷更新的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中。ISO/TC60齒輪技術(shù)委員會(huì)經(jīng)過(guò)20多年的努力，以德國(guó)的DIN標(biāo)準(zhǔn)為母型，吸收美國(guó)AGMA等標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)成分，不斷修訂完善，并最終于90年代正式頒布了ISO1328—九十年代國(guó)際齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)（包括ISO1328-1:1995，ISO1328-2:1997兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)及ISO/TR10064-1∽4:1992∽1998四個(gè)相關(guān)技術(shù)報(bào)告）和ISO6336-1∽5:1996 漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。
改革開(kāi)放以來(lái)，盡管我國(guó)在采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)方面作了大量的卓有成效的工作，但仍趕不上世界齒輪技術(shù)發(fā)展的步伐。相比之下，我國(guó)近年來(lái)一直執(zhí)行的GB10095-88精度標(biāo)準(zhǔn)是參照 ISO1328-1975 制訂的，GB3480-83 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)是參照 ISO/DP6336-1980制訂的，均為國(guó)際70年代以前的技術(shù)水平，且這2個(gè)參照標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)過(guò)時(shí)和廢止。已修訂的 GB/T3480-1997雖已等效采用 ISO6336-1∽3:1996 標(biāo)準(zhǔn)（未能達(dá)到等同，如精度標(biāo)準(zhǔn)仍然引用GB10095-88標(biāo)準(zhǔn)，而ISO6336：1996的引用標(biāo)準(zhǔn)為ISO1328-1：1995），但由于宣傳沒(méi)跟上等種種原因，尚未推廣開(kāi)。
我們?cè)谪瀼?B>GB10095標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)現(xiàn)存在的齒形誤差最難達(dá)到要求，齒形的齒頂部規(guī)定不夠合理，在采用GB3480作強(qiáng)度計(jì)算時(shí)經(jīng)常遇到對(duì)軟齒面或中硬齒面齒輪因計(jì)算的KHβ值過(guò)大而使強(qiáng)度通不過(guò)等問(wèn)題，在ISO新標(biāo)準(zhǔn)中都作了有效的改進(jìn)。
二．新舊齒輪標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比
1、圓柱齒輪精度新舊標(biāo)準(zhǔn)的主要差別見(jiàn)表1
表1. ISO1328-1:1995、ISO1328-2:1997及相關(guān)技術(shù)報(bào)告組成的精度標(biāo)準(zhǔn)和GB10095-88(等效于ISO1328:1975)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比
| GB10095-88(等效于ISO1328:1975) |
ISO1328-1:1995、ISO1328-2:1997兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)及四個(gè)相關(guān)技術(shù)報(bào)告組成的精度標(biāo)準(zhǔn)體系 |
| 1．有關(guān)精度的內(nèi)容全含于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中 |
1．把輪齒同側(cè)齒面偏差、徑向綜合偏差與徑向跳動(dòng)的定義和允許值分開(kāi)列成兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以適用于單件小批生產(chǎn)和批量生產(chǎn)的檢驗(yàn)需要。對(duì)檢驗(yàn)實(shí)施規(guī)范給出四個(gè)技術(shù)報(bào)告。 |
| 2．齒輪精度理論是比較全面的，但缺乏考慮齒輪的商品特性 |
2．齒輪精度以齒輪嚙合傳動(dòng)理論為依據(jù)，突出對(duì)承載能力和噪聲振動(dòng)的影響。 |
| 3．檢驗(yàn)項(xiàng)目多，主次不清，不明確。 |
3．ISO1328-1明確fpt，F(xiàn)pk，F(xiàn)p，F(xiàn)α，F(xiàn)β 五項(xiàng)(一般齒輪為四項(xiàng))為檢驗(yàn)項(xiàng)目，其余項(xiàng)目不是強(qiáng)制性的；并明確fpt，F(xiàn)pk，F(xiàn)p，F(xiàn)α為端平面上的數(shù)值。 |
| 4．精度等級(jí)僅以偏差數(shù)值大小為依據(jù)，因而造成偏差數(shù)值小的齒輪性能有時(shí)反而不如偏差較大而形狀位置較好的齒輪。 |
4．綜合考慮了偏差的數(shù)值和形狀位置等因素 |
| 5．參數(shù)范圍按直徑d、齒寬b分檔較粗。 |
5．參數(shù)范圍按直徑d、齒寬b分檔更細(xì) |
| 6．標(biāo)準(zhǔn)中考慮制造者的經(jīng)濟(jì)性不夠。 |
6．在保證齒輪傳動(dòng)性能的基礎(chǔ)上充分考慮了齒輪制造的經(jīng)濟(jì)性，如齒廓偏差放寬，齒廓和螺旋線(xiàn)計(jì)值范圍減小等。 |
| 7．對(duì)齒坯精度要求偏低。 |
7．強(qiáng)調(diào)了收緊齒坯公差比加工高精度齒輪要經(jīng)濟(jì)。 |
| 8．沒(méi)有齒面粗糙度項(xiàng)目。 |
8．給出了齒面粗糙度Ra、Rz的推薦值。 |
| 9．接觸斑點(diǎn)的計(jì)值不夠合理，沒(méi)明確檢測(cè)方法。 |
9．規(guī)定了更合理的接觸斑點(diǎn)值，明確了檢測(cè)方法。 |
2、圓柱齒輪強(qiáng)度新舊標(biāo)準(zhǔn)的主要差別見(jiàn)表2
表2： ISO6336-1∽3:1996和GB3480-83標(biāo)準(zhǔn)的比較
| GB3480-83(等效于ISO/DP6336:1980)標(biāo)準(zhǔn) |
ISO6336:1996(GB/T3480-1997等效)標(biāo)準(zhǔn) |
| 1．對(duì)接觸和彎曲安全系數(shù)取值未加區(qū)分。 |
1．明確彎曲安全系數(shù)要大于接觸安全系數(shù)。 |
| 2．使用系數(shù)KA分3檔。 |
2．使用系數(shù)KA分4檔 |
| 3．齒向載荷分布系數(shù)KHβ考慮不周，對(duì)軟齒面和中硬齒面算得的值太大，不適用 |
3．KHβ計(jì)算作了改進(jìn)，計(jì)算值比原前減小，增加了C1算法，按實(shí)際情況采用不同的公式。 |
| 4．對(duì)變載荷沒(méi)給出計(jì)算方法 |
4．增加了變載荷時(shí)的強(qiáng)度核算方法 |
| 5．單齒嚙合剛度C’計(jì)算考慮不足 |
5．單齒嚙合剛度C’計(jì)算考慮因素更全面 |
| 6．材料疲勞極限給出的是方框圖，使用時(shí)無(wú)法確定具體取值 |
6．材料疲勞極限給出ME、MQ、ML三條線(xiàn)，可按不同材料熱處理控制水平進(jìn)行取值 |
| 7．循環(huán)次數(shù)N大于持久壽命后， 壽命系數(shù)取1 |
7．壽命系數(shù)中增加了N大于持久壽命循環(huán)次數(shù)時(shí)的計(jì)算公式 |
| 8．彎曲應(yīng)力以齒輪端面參數(shù)計(jì)算 |
8．彎曲應(yīng)力以當(dāng)量直齒法向參數(shù)計(jì)算 |
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9．增加了單對(duì)齒嚙合系數(shù)ZB和ZD |
三、討論和建議
最新齒輪國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)從齒輪傳動(dòng)動(dòng)態(tài)性能和承載能力出發(fā)，結(jié)合齒輪制造規(guī)律綜合在標(biāo)準(zhǔn)文本和技術(shù)報(bào)告中，使標(biāo)準(zhǔn)更科學(xué)合理。我國(guó)即將加入WTO，我國(guó)的齒輪產(chǎn)品要和國(guó)際接軌同樣是大勢(shì)所趨，而采用先進(jìn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是產(chǎn)品和國(guó)際接軌的第一步。國(guó)家鼓勵(lì)要求技術(shù)進(jìn)步迫切和有條件的齒輪制造企業(yè)直接采用國(guó)際最新標(biāo)準(zhǔn)。建議加快宣傳貫徹ISO1328和ISO6336齒輪精度和強(qiáng)度兩項(xiàng)九十年代國(guó)際新標(biāo)準(zhǔn)。
