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4應用
4.1設計、具體應用
4.1.1概述
齒輪設計人員必須認識到各種應用場合的要求是不相同的。對具體應用場合，使用本标準的方法時，特别需要仔細考慮所有适用條件，尤其是：
——材料的許用應力與載荷循環次數；
——失效百分率的影響（失效率）；
——适當的安全系數 。
爲避免齒面上因應力提升裝置的發生折斷的設計條件 ，端頂修緣以及齒坯輻闆或輪毂的失效，應該用普通機械設計方法分析。
對以下内容有任何改變，應在計算書中說明：
a)如果希望有一個精確的計算方法，或由於任何原因在4.1中的限制條件不适用，則相關的系數可按照基礎标準或其他應用标準評價。
b)由可靠經驗而得到的系數與試驗數據可用以替代根據本标準得到的各個系數。關於這一點 ，适用於ISO6336-1：1996的4.1.8.1中A法的準則。
另一方面 ，承載能力計算在任何情況下應嚴格按照本标準執行，應力、安全系數等的分等應與本标準一緻。
本标準适用以下形式的工業傳動裝置。
——産品目錄所列閉式傳動裝置：設計時按名義載荷計算，按産品目錄所列或爲存銷售。設計時實際載荷與運行條件並不完全知道。
注：對每種應用情誤解的實際載荷要進行計算 ，以選擇産品目錄中相應尺寸的裝置。經常用根據類似應用經驗確定的選擇系數來降低産品目錄所列的功率檔次，以适應應用條件。
——用戶的設計和傳動裝置：針對一種特定的場合。在些情況下，設計時其運行條件已知或被規定。
當齒坯、軸和毂配合聯結、軸承、箱休、螺紋聯結、地基及聯軸器等都滿足精度、承載能力和剛度的要求時，才可應用本标準 。
雖然本标準在叙述的方法主要目的在於校核 ，借助於疊代法，它也可用以確定齒輪的載荷能力。對於小輪來說，選擇一種載荷半計算其抗點蝕的相應安全系數SH1來表達疊代的目的。如果SH1大於SHmin，可增加載荷；如果小於SHmin，則降低載荷 。這樣做到所選載荷相當於SH1=SHmin爲止。對於大輪採用同樣方法（SH2=SHmin），抗輪齒折斷的安全系數也一樣，SF1=SF2=SFmin。
4.1.2齒輪參數
本标準适用於下列範圍。
a)齒輪類型
——外齒和内齒漸開線直齒、斜齒及雙斜齒齒輪；
——對於雙斜齒齒輪 ，假定總的切向載荷在兩條螺旋線間均勻分布；若不是這種情況（例如由於外部施加的軸向力所引起的），必須考慮将兩條螺紋線處理爲兩個並聯的單斜齒齒輪 。
b)速度範圍
——n1低於或等於3600r/min（供電頻率60HZ，兩極電機的同步速度）1）（1）對於更高的速度，應使用ISO 6336：1996或JB/T8830-2001）；
——工作轉速低於臨界轉速範圍（見5.6中KV）；
——在速度v＜m/s時，齒輪承載能力通常受磨損的限制。
c)齒輪精度
——根據GB/T10095.1-2001，精度等級爲10級或10級以上（影響KV、KHα與KHβ）
d)當量直齒輪副端面重合度範圍
——1.2＜εαn＜1.9（影響c′、cγ、KV、KHβ、KFβ、KHα和FFβ）
e)螺旋角範圍：
——β小於或等於30°(影響cγ、KV和KHβ)
4.1.3小齒輪與小齒輪軸
本标準适用於與軸形成一體的小齒輪（軸齒輪）或SR/d1≥0.2的帶孔小齒輪（影響c′、cγ、KV與KHβ）。假定帶孔的小齒輪安裝在實心軸上或dshi/dsh＜0.5的空心軸上（影響KHβ）。
4.1.4齒坯、輪緣
所給公式适用於齒根以下最小輪緣厚度爲SR＞3.5mn的直齒輪和斜齒輪。KHβ的計算是假定齒輪和軸有足夠的剛度 ，它們的變形可以略去 。
4.1.5材料
包括鋼 、球墨鑄鐵及灰鑄鐵（ZE、σHlim、σFE、Kr、KHβ、KFβ、KHα、KFα）。在本标準中使用的材料與它們的縮略語見表2。
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材料 |
縮略語 |
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鋼（σB≥800N/mm2）
鑄鋼（合金的或碳的）（σB≥800N/mm2）
調質鋼（合金的或碳的），調質處理（σB≥800N/mm2）
灰鑄鐵
球墨鑄鐵（珠光體，貝氏體，鐵素體組織）
黑色可鍛鑄鐵（珠光體組織）
表面硬化鋼，表面硬化外理
鋼與球墨鑄鐵，火焰或感應淬火處理
氮化鋼 ，氮化處理
調質與表面硬化鋼，氮化處理
調質與表面硬化鋼 ，氮碳共滲處理 |
St
St(cast)
V
GG
GGG(perl,bai,ferr.)
GTS（perl.）
Eh
IF
NT(nitr.)
NV(nitr.)
NV(nitrocar.) |
4.1.6潤滑
本計算方法适用於在齒輪齧合時具有足夠的适當黏度的潤滑劑的油潤滑齒輪 ，且有适當的工作溫度（影響潤滑油膜的形成，也即系數ZL、ZV及ZR）。
4.2安全系數
必須對點蝕的安全系數SH和輪齒折斷的安全系數SF加以區别 。
對於給定的應用場合，足夠的齒輪承載能力是分别用SH和SF的計算值等於或大於SHmin和SFmin的值表示的。
安全系數值的選擇應基於對所用數據的可靠度及失效造成的後果 。
考慮的重要因素如下：
a)GB/T8539-2000中材料疲勞極限是失效概率爲1%時得到的；
b)在整個制造過程中所規定的質量與質量控制的有效性；
c)工作載荷與外部載荷描述的精確度；
d)通常認爲斷齒比點蝕造成的危害更大。
因此，SFmin的先用值應比SHmin的選用值更大。
實際安全系數的計算，見6.15（SH，點鍘）與7.1.4（SF，輪齒折斷）。最小安全系數見6.12（點蝕）與7.9（輪齒折斷）。然而，建議安全系數最小值應由供需雙方協商一緻。
4.3輸入數據
爲瞭計算應給出下數據：
a)齒輪數據
a，z1，z2，mn，d1，da1，da2，b，bH，bF，x1，x2，αn，β，εα，εβ(見GB/T 1356、GB/T1357)，（b，bH與bF的定義 ，見4.4）；
b)刀具基本齒條齒廓
ha0，ρa0；
c)設計與制造數據
Ca1，Ca2，fpb，SHmin，SFmin，Ra1，Ra2，Rz1，Rz2；
材料、材料硬度與熱處理的詳細資料；齒輪精度等級，軸承跨距l，齒輪相對於軸承的位置 ，小輪軸的尺寸dsh及需要時的螺旋線修形（鼓形，齒端修緣）；
d)功率數據
P或T或Ft，n1，v1，原動機和工作機的詳細情況 。必要的幾何數據可根據相關資料計算。
供需雙方之間交換的資料應包含給定材料的優選、潤滑、安全系數以及由於振動與過載引起的外部作用力（使用系數）。
4.4齒寬
下面這些齒寬必須區别開來。
——b:在節圓上測量的小輪與大輪齒寬中的較小者（對雙斜齒輪 ，bH=2bB）。齒端部倒棱與倒圓應該略去。在齒寬方向接觸不良時 ，應使用接觸齒寬的長度。
——bH:在齒輪節圓柱上的寬度（對雙斜齒輪 ，bH=2bB）。當齒寬bH大於與它相齧齒輪的齒寬時，bH應使用較小的齒寬，忽略任何有意的齒端倒棱和齒端齒圓。不包括表面硬化齒輪的百硬化區和過渡區。在齒寬方向接觸不良時，應使用接觸齒寬的長度 。
——bF:齒輪齒根圓柱上的齒寬（對雙斜齒輪，bH=2bB）。當齒寬bF大於與它相齧齒寬時 ，bF應使用較小齒寬加一個長度，該長度不超過每端任一延伸部分的一個模數 。然而如果預見到由於修鼓形或齒端修緣面齧合不擴展到齒寬端部 ，則應使用小輪與大輪兩者之間的較小齒寬 。在齒寬方向接觸不良時，應使用接觸齒寬的長度。
4.5數字公式
所有的計算均用第3章表列的各單位，促進本标準使用的資料在ISO6336-1：1996的附錄C 中提供。 |
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