4應(yīng)用
4.1設(shè)計、具體應(yīng)用
4.1.1概述
齒輪設(shè)計人員必須認(rèn)識到各種應(yīng)用場合的要求是不相同的。對具體應(yīng)用場合，使用本標(biāo)準(zhǔn)的方法時，特別需要仔細(xì)考慮所有適用條件，尤其是：
——材料的許用應(yīng)力與載荷循環(huán)次數(shù)；
——失效百分率的影響（失效率）；
——適當(dāng)?shù)陌踩禂?shù)。
為避免齒面上因應(yīng)力提升裝置的發(fā)生折斷的設(shè)計條件，端頂修緣以及齒坯輻板或輪轂的失效，應(yīng)該用普通機械設(shè)計方法分析。
對以下內(nèi)容有任何改變，應(yīng)在計算書中說明：
a)如果希望有一個精確的計算方法，或由于任何原因在4.1中的限制條件不適用，則相關(guān)的系數(shù)可按照基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)或其他應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)評價。
b)由可靠經(jīng)驗而得到的系數(shù)與試驗數(shù)據(jù)可用以替代根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)得到的各個系數(shù)。關(guān)于這一點，適用于ISO6336-1：1996的4.1.8.1中A法的準(zhǔn)則。
另一方面，承載能力計算在任何情況下應(yīng)嚴(yán)格按照本標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，應(yīng)力、安全系數(shù)等的分等應(yīng)與本標(biāo)準(zhǔn)一致。
本標(biāo)準(zhǔn)適用以下形式的工業(yè)傳動裝置。
——產(chǎn)品目錄所列閉式傳動裝置：設(shè)計時按名義載荷計算，按產(chǎn)品目錄所列或為存銷售。設(shè)計時實際載荷與運行條件并不完全知道。
注：對每種應(yīng)用情誤解的實際載荷要進行計算，以選擇產(chǎn)品目錄中相應(yīng)尺寸的裝置。經(jīng)常用根據(jù)類似應(yīng)用經(jīng)驗確定的選擇系數(shù)來降低產(chǎn)品目錄所列的功率檔次，以適應(yīng)應(yīng)用條件。
——用戶的設(shè)計和傳動裝置：針對一種特定的場合。在些情況下，設(shè)計時其運行條件已知或被規(guī)定。
當(dāng)齒坯、軸和轂配合聯(lián)結(jié)、軸承、箱休、螺紋聯(lián)結(jié)、地基及聯(lián)軸器等都滿足精度、承載能力和剛度的要求時，才可應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)。
雖然本標(biāo)準(zhǔn)在敘述的方法主要目的在于校核，借助于迭代法，它也可用以確定齒輪的載荷能力。對于小輪來說，選擇一種載荷半計算其抗點蝕的相應(yīng)安全系數(shù)SH1來表達(dá)迭代的目的。如果SH1大于SHmin，可增加載荷；如果小于SHmin，則降低載荷。這樣做到所選載荷相當(dāng)于SH1=SHmin為止。對于大輪采用同樣方法（SH2=SHmin），抗輪齒折斷的安全系數(shù)也一樣，SF1=SF2=SFmin。
4.1.2齒輪參數(shù)
本標(biāo)準(zhǔn)適用于下列范圍。
a)齒輪類型
——外齒和內(nèi)齒漸開線直齒、斜齒及雙斜齒齒輪；
——對于雙斜齒齒輪，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（例如由于外部施加的軸向力所引起的），必須考慮將兩條螺紋線處理為兩個并聯(lián)的單斜齒齒輪。
b)速度范圍
——n1低于或等于3600r/min（供電頻率60HZ，兩極電機的同步速度）1）（1）對于更高的速度，應(yīng)使用ISO 6336：1996或JB/T8830-2001）；
——工作轉(zhuǎn)速低于臨界轉(zhuǎn)速范圍（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(jù)GB/T10095.1-2001，精度等級為10級或10級以上（影響KV、KHα與KHβ）
d)當(dāng)量直齒輪副端面重合度范圍
——1.2＜εαn＜1.9（影響c′、cγ、KV、KHβ、KFβ、KHα和FFβ）
e)螺旋角范圍：
——β小于或等于30°(影響cγ、KV和KHβ)
4.1.3小齒輪與小齒輪軸
本標(biāo)準(zhǔn)適用于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
所給公式適用于齒根以下最小輪緣厚度為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）。在本標(biāo)準(zhǔn)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(diào)質(zhì)鋼（合金的或碳的），調(diào)質(zhì)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(yīng)淬火處理
氮化鋼，氮化處理
調(diào)質(zhì)與表面硬化鋼，氮化處理
調(diào)質(zhì)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
本計算方法適用于在齒輪嚙合時具有足夠的適當(dāng)黏度的潤滑劑的油潤滑齒輪，且有適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟龋ㄓ绊憹櫥湍さ男纬桑布聪禂?shù)ZL、ZV及ZR）。
4.2安全系數(shù)
必須對點蝕的安全系數(shù)SH和輪齒折斷的安全系數(shù)SF加以區(qū)別。
對于給定的應(yīng)用場合，足夠的齒輪承載能力是分別用SH和SF的計算值等于或大于SHmin和SFmin的值表示的。
安全系數(shù)值的選擇應(yīng)基于對所用數(shù)據(jù)的可靠度及失效造成的后果。
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為1%時得到的；
b)在整個制造過程中所規(guī)定的質(zhì)量與質(zhì)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(rèn)為斷齒比點蝕造成的危害更大。
因此，SFmin的先用值應(yīng)比SHmin的選用值更大。
實際安全系數(shù)的計算，見6.15（SH，點鍘）與7.1.4（SF，輪齒折斷）。最小安全系數(shù)見6.12（點蝕）與7.9（輪齒折斷）。然而，建議安全系數(shù)最小值應(yīng)由供需雙方協(xié)商一致。
4.3輸入數(shù)據(jù)
為了計算應(yīng)給出下數(shù)據(jù)：
a)齒輪數(shù)據(jù)
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(shè)計與制造數(shù)據(jù)
Ca1，Ca2，fpb，SHmin，SFmin，Ra1，Ra2，Rz1，Rz2；
材料、材料硬度與熱處理的詳細(xì)資料；齒輪精度等級，軸承跨距l(xiāng)，齒輪相對于軸承的位置，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(shù)據(jù)
P或T或Ft，n1，v1，原動機和工作機的詳細(xì)情況。必要的幾何數(shù)據(jù)可根據(jù)相關(guān)資料計算。
供需雙方之間交換的資料應(yīng)包含給定材料的優(yōu)選、潤滑、安全系數(shù)以及由于振動與過載引起的外部作用力（使用系數(shù)）。
4.4齒寬
下面這些齒寬必須區(qū)別開來。
——b:在節(jié)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(yīng)該略去。在齒寬方向接觸不良時，應(yīng)使用接觸齒寬的長度。
——bH:在齒輪節(jié)圓柱上的寬度（對雙斜齒輪，bH=2bB）。當(dāng)齒寬bH大于與它相嚙齒輪的齒寬時，bH應(yīng)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(qū)和過渡區(qū)。在齒寬方向接觸不良時，應(yīng)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(dāng)齒寬bF大于與它相嚙齒寬時，bF應(yīng)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(shù)。然而如果預(yù)見到由于修鼓形或齒端修緣面嚙合不擴展到齒寬端部，則應(yīng)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(yīng)使用接觸齒寬的長度。
4.5數(shù)字公式
所有的計算均用第3章表列的各單位，促進本標(biāo)準(zhǔn)使用的資料在ISO6336-1：1996的附錄C 中提供。
