【国家标准(GB)】 通用机械渐开线圆柱齿轮 承载能力简化计算方法

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
Simplifled methods for the calculation of Joadcapacity of involute cylindrical, gears for general machines1主题内容与适用范围
1.1主题内容
本标准是以GB348为依据，针对通用机械齿轮的特点，而制订的。UDC 621.833
.001.2
GB 10063-88
本标准规定了通用机械渐斤线圆柱齿轮齿面接触强度和齿根弯曲强度两种简化校核让算方法。1.2适用范围
本标准适用十钢、铸铁制造的，基本齿廓符合GB1356的内外啮合直齿、斜齿和1人子齿渐开线测柱齿轮传动。
1.2.1速度
本标准适用于齿轮转速n3600r/min，分度圆圆固速度1ml/s:35m/5，速度处于亚临界区的齿轮。
1.2.2载荷
本标准适用于载术K^Ft/b2100N，mm的齿轮。1. 2. 3精度
本标准适用于GB10095的5、6、7、8、9级精度的齿轮。1. 2.4重合度
本标准适用十1.22m1.9的齿轮。2引用标准
GB1356渐开线圆柱齿轮基准齿
GB 3480渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法GB 8539
齿轮材料及热处理质量检验的一般规定GB 10095
渐开线圆柱齿轮精度
3主要代号、术语、单位
中心距
分度圆直径
小轮、大轮的分度圆直径
端面内分度圆上的名义切向力
端面内分度圆上的当基切向力
布氏硬度
洛氏硬度
国家技术监督局19名B·12-10批准mm
1989-07 01实施
YRrelt
YorelT
GB10068—88
F=9.8N时的维氏硬度
F=98.1N时的维氏硬度
齿顶高
刀具基本齿的齿顶高
使用系数
弯曲强度计算的齿间载荷分配系数弯曲强度计算的齿向载荷分布系数接触强度计算的齿间载荷分配系数接触强度计算的齿向载荷分布系数动载系数
法尚模数
应力循环次数，
当量应力循环次数
材料疲劳破坏殿少应力循环次数应力循环基数
小轮，大轮转速
名义功率
当量功率
弯曲强度计算的许用功率
接触强度计算的许用功率
齿根圆角参数
轮廓算术平均偏差
微观不度十点高度
弯曲强度计算的最小安全系数
接触强度计算的最小安全系数
名义转矩
小轮，大轮的名义转矩
当量转矩
齿数比，= 22/21 1
线速度，分度圆周速度
小轮，大轮的法问变位系数
力作用于齿顶时的齿形系数
力作用于齿项时的复合齿形系数力作用于齿顶时的应力修正系数弯曲强度计算的寿命系数
相对齿根表面状况系数
试验齿轮的应力修正系数
弯曲强度计算的尺寸系数
弯曲强度计算的螺旋角系数
相对齿根圆角敏感系数
弯曲强度计算的重合度系数
弹性系数。
节点区域系数
润滑油系数
[N/mm2
21、22
V40、V50
GB 10063—B8
接触强度计算的寿命系数
粗糙度系数
速度系数
齿面工作硬化系数
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
小轮、大轮的齿数
当量齿数
法向分度圆压力角
分度圆螺旋角
端面重合度
法向重合度
纵向重合度
40℃、50℃时润滑油运动粘度
泊松比
基本齿廓齿预圆角半径
齿根圆角半径
齿轮材料的弯曲疲劳强度基本值许用齿根应力
试验齿轮的弯曲疲芳极限
试验齿轮的接触疲劳极限
许用接触应力
角速度
4载荷及共用系数
4.1切向力、转矩、功率
4.1.1名义值
4.1.2当量载荷
N/mm22
当量载荷（当量切向力Ftel、
当量转矩Te或当量功率Peg）是指与载荷图谱具有相同作用效果的恒定裁荷，也就是在当量载荷的作用下，与按载荷图谱加载，齿轮具有同样的寿命和可靠度。Fteg=KAF.
Te=KAT
Peq=KaPwww.bzxz.net
.（4)
当已知载荷图谱时，当量载荷的让算详见附录A（参考件）。当仅知名义载荷时，当量载荷可按式（4）、（5）、（6）计算，式中使用系数Ka按4.2条确定。使用系数KA
GB 10063—88
使用系数K是考虑由于啮合外部因素引起的动力过载影响的系数。这种过载取决于原动机和[作机的特性、质量比、联轴器类型以及运行状态。当以实测或分析方法确定齿轮的当量裁荷时，取KA=1。当上述方法不能实现时，可参考表1查取Ka。
使用系数KA
原动机1作特性
均匀稳
轻微振动
小等振动
烈报动
均勾平稳
轻微振动
作特性
中等振动
强烈报动
注：（表中数值仪适用1在非共搬速度区运转的齿轮装置。对于在重载运转，肩动矩大，间款运行以及有反重搬动载荷等情况，就需要校核静强度和有限寿命强度。对于增速传动，根据经验建议敢上表值的1.1倍。③当外部机与齿轮装置之间有挑性联接时，通常K。值可适当减小。表1原动机的工作特性可参考表2。T作机的工作特性可参考表3。表2原动机1.作特性示例
作特性
均匀：稳
轻微振动
中等振动
避烈振动
均勾收稳
轻微振动
4等振动
塑烈振动
电动机《例如直流电动机）、均匀运转的恭汽轮机、燃汽轮机（小的，启动力矩很小）裤汽轮机、燃汽轮机、液压装置、电动机（经启动、启动扭矩较大）多缸内燃机
单缸内燃机
表 3T作机作特性示例
发电机、均匀传送的带式运输机或板式运输机、螺旋输送机、轻型升降机、包装机，机床进刀传动装置、通风机、轻型离心机、离心录，轻质液体拌和机或均勾密度材料拌和机，剪切机、冲压机!、回转齿轮传动装置、往复移动齿轮装置 2}不均匀传动（例如包装件）的带式这输机或板式运输机，机床的驱动装置、重型升降机、起重机中回转齿轮装置、工业与矿用风机，重型离心机，离心泵、稠粘液体或变密度材料的拌和机、多缸活塞泵、给水泵、挤压机（普通型）、压延机、转炉、轧机3（连续锌条、铝条以及线材和料轧机）橡胶挤压机、橡胶和塑料作间断工作的拌利机、球磨机（轻型）。木工机械（锯片、木车床》、坏划轧机\4提升装置、单缸活邀泵挖掘机（铲传动装置，多斗传动置、筛分传动装置、动力铲）、球磨机（重型）、橡胶揉合机、破碎机（石料，矿石）、重型给水泵、距转式钻探装置、珏砖机、剥皮凝筒、洛砂机、带材冷轧机3)、压虾机，轮曬机注：1）额定转矩-最大切削、压制、冲击转矩。2）额定转矩=最大启动转矩。
GB10063—88
：3）额定转矩－长时工作的最大轧制转矩。4）用电流控制力矩限制器。
5）由于轧制带材经带断裂，可提高KA至2.0。4. 3动载系数K
动载系数K是考虑大、小齿轮啮合振动产生的内部附加动载荷影响的系数，其值可由下式计算，K=【K,/(KF/b)+K)(ziu/100)Vu/(1+u式中，K,和K,值查表4。
表 4常数表K、K2
齿轮种类
齿面接触强度计算
齿轮精度（Ⅱ组）
（7）
各种度等级
0,0193
5.1 基本计算式
进行齿轮齿面接触强度验算时，须分别计算大，小齿轮的许用传递功率，其值必须大于要求的当量功率，即
Php = CH,Ch2CH3CHAoitinZZizN/(KZ2ShHmin) > KAP5.2系数CH1
CH,是考虑小齿轮转速,和齿数比t对接触疲劳强度的影响。Ch/= 52.4 × [0-3n,u/ (u± 1 )式中的“+”用于外啮合传动，“-”用于内啮合传动。CH的图解线图见图1、图2。图1用于外啮合传动，图2用于内啮合传动。5.3系数CH2
CH2是考虑节点区域系数ZH、重合度系数Z.及螺旋角系数乙p对接触疲劳强度的影响。CH2= 1/ (ZHZeZμ)2
当αα=20\时，CH2的图解线图见图3。(8)
GB10063-88
=3000r/mit
系数CH，（外啮合）
图2系数CH，（内啮合）
5.4系数CH3
GB 10063--88
图3系数CH2
Cha是考虑齿轮的主要尺寸齿宽b、小轮的分度圆直径d,和齿向载荷分布系数K H及齿间载荷分配系数K Ha对接触强度的影响。CHg= bd,\10 a/ (KHpK Ha)
CHa的图解线图见图4至图7，
图4和图5适用于KAK，F/b>400N/mm的软齿面齿轮及软硬齿面配对齿轮，当K,KF/b<400N/mm时，应将由图中查得的CH3值乘以修正系数Ck，Ck由图8查取（图中齿轮精度为第Ⅱ公差组5，6、7、8、9级精度）
图6和图7适用于KAK，F/b>800N/mm的硬齿面齿轮，当K,KFt/b800N/mm时，应将由图中查得的CH值乘以修正系数Ck：Ck由图9查取（图4齿轮精度为第Ⅱ公差组5，6、7，8、9级精度）。KH按表5查取。
表 5齿间载荷分配系数K Ha
精度等级（Ⅱ组）
经表面硬化的直齿轮
经表面硬化的斜齿轮
未经表面硬化的直齿轮
E,/cos2P61.4
KH* =1.4 KH. =1.2 KH. =1.1
KHe =1
心.85？
心. 08 -
0, 09 1
0、01
GB 10068— 88
图4用于软齿面齿轮及软、硬齿面配对齿轮的CH3实线———5级精度经跑含：虚线—--8级精度未经跑合；其他精度等级的齿轮需用插值法确定，转火、小齿轮精度等级不同，则按两者中较低的精度等级查图b(mm)
150200
GB 10063—88
KHa =1.4 KHa =1.2 KHe *1.J KHa =1120
0.710,83- 0,91-
图5用于软齿面齿轮及软、硬齿面配对齿轮的CH3值实线———5级精度经跑合，嵌线-·B级精度未经跑合；其他精度等级的齿轮需用插值法确定：若大、小齿轮精度等级不商，按两者中较低的精度等级查图1,75
400500
GB 10068—88
Kh- -1.+ Kh. $1.2 Kh =1.I Kh. =10. 857 -
b/d, = 0,5
图6硬齿面齿轮的CH3值
b(mm）
150200
实线—5级精度经跑合！虚线—6级精度未经跑合其他精度等级的齿轮需用插值法确定；若大、小齿轮精度等级不同，则按两者中较低的精度等级查图Kh. - 1.iKh = L.2Khe -1.I Kh.85.7
GB 10063—88
b/d, = 0. 5
图7硬齿面齿轮的CH3值
实线——5级精度经胞合，虚线—-6级精度末经跑合！其他精度等级的齿轮需用插值法确定，若大、小齿轮度等级不同，则按两者中较低的精度等级代图75
b (mm)
400500
5.5系数CH4
GB 10063--88
F,F.rNma>
图8CH3的修正系数Ck（软齿面及软硬齿面配对齿轮）K Ft /b (N/mm)
图9CH3的修正系数Ck（硬齿面齿轮）齿面间的润滑状况影响齿面的承载能力。CH。是考虑润滑油的粘度、节点线速度和齿面粗糙度对形成润油膜的影响。
CH,=(ZLZZR)2
CH的图解线图见图10，图11、图10用于硬齿面齿轮，图11用于软齿面和短时间气体或液体氮化齿轮。 图10及图11中齿轮精度为 I 组精度。
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