UDC 621. 833. 001. 24 J 17 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 13799-92 双圆弧圆柱齿轮承载能力计算方法 Methods of the calculation for load capacity of cylindrical gear with double-circular-arc tooth profile 1992-11-30发布 1993-10-01实施 国家技术监督局发布 中华人民共和国国家标准 双圆弧圆柱齿轮承载能力计算方法 GB/T 13799--92 Methods of the calculation for load capacity of cylindrical gear with double-circular-arc tooth profile 主题内容与适用范围 本标准规定了双圆弧圆柱齿轮齿面接触强度和轮齿弯曲强度的计算方法。 本标准适用于经正火、调质或氮化处理的钢制齿轮和球墨铸铁齿轮。 双圆弧圆柱齿轮基本齿廓应符合GB12759的规定。相应的齿轮精度标准符合JB4021的规定。 2 引用标准 GB 3480—83 渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法 GB12759-91 双圆弧圆柱齿轮基本齿廓 JB4021-85圆弧圆柱齿轮精度 3 ：主要代号 本标准的主要代号及其意义和单位见表1。 表1 主要代号 代号 意 义 单位 齿宽 b 人字齿轮的单侧齿宽 mm di 小齿轮的分度圆直径 mm E1、E2 小轮、大轮的弹性模量 N/mm² E 诱导弹性模量 N/mm? HBS 布氏硬度 HRC 洛氏硬度 HVI F=9.8N时的维氏硬度 KA 使用系数 Kv 动载系数 K1 接触迹间载荷分配系数 KH2 接触强度计算的接触迹内载荷分布系数 KrF? 弯曲强度计算的接触迹内载荷分布系数 Ks 接触迹系数 AL 齿端修薄长度(接齿宽方向度量） mm 国家技术监督局1992-11-30批准 1993-10-01实施 GB/T 13799-92 续表1 代号 意 义 单 位 Ni. 应力循环次数 Nv 当量应力循环次数 n1 小齿轮的转速 r/min ms 法向模数 mm Pi 小齿轮的名义功率 kw Px 轴向齿距 mm SH 接触强度的计算安全系数 SHnin 接触强度的最小安全系数 ds 弯曲强度的计算安全系数 Srnin 弯曲强度的最小安全系数 AS 齿端修薄量 mm Ti 小齿轮的名义转矩 N·mm u 齿数比u=Z2/Z1 V 圆周速度 m/s Va 相对滚动速度 m/s YE 弯曲强度计算的弹性系数 (N/mm²)0.14 YEnd 5Z1C 齿端系数 Yr 齿形系数 Yn 弯曲强度计算的寿命系数 Yu 弯曲强度计算的齿数比系数 Y 弯曲强度计算的螺旋角系数 Y. 尺寸系数 Z. 接触弧长系数 Ze 接触强度计算的弹性系数 (N/mm²)0.27 Zi 润滑剂系数 Zn 接触强度计算的寿命系数 Zu 接触强度计算的齿数比系数 Zv 速度系数 Z: 接触强度计算的螺旋角系数 21,22 小轮、大轮的齿数 小轮、大轮的当量齿数 2v1,2v? GH 计算接触应力 N/mm OHLim 试验齿轮的接触疲劳极限 N/mm? do 计算齿根应力 N/mm² OFLim 试验齿轮的弯曲疲劳极限 N/mm² β 螺旋角 pel(.) Ep 纵向重合度，Ep=bsinβ/m，Eg=μ+ 纵向重合度的整数部分 GB/T.13799--92 续表1 代号 意 义 单位 纵向重合度的尾数部分 V1、V2 小轮、大轮的泊桑比 V40 在40℃时润滑油的名义运动粘度 mm²/s(cSt) 4基本计算公式 4.1齿面接触强度计算 4.1.1强度条件 计算接触应力H应不大于许用接触应力OHP，即： dHoHo (1） 式中：H一 计算接触应力，N/mm²，见4.1.2条； CHP 一许用接触应力，N/mm²，见4.1.3条； 或接触强度的计算安全系数S应不小于接触强度的最小安全系数StHmin，即： SH≥ SHmin (2) 式中：Sh-接触强度的计算安全系数，见4.1.4条； SHmin接触强度的最小安全系数，见附录C（参考件）。 4.1.2计算接触应力oH (T,KAKVK,KH2) 1 0.73 ZeZ.ZpZ GH (3) 2μ+Ks 21mz.19 式中：T1 小齿轮的名义转矩，N·mm，见5.1条，对于人字齿轮T1为0.5倍的名义转矩，u和Ks 按单侧齿宽计算； KA 使用系数，见5.2条； Ky —~~动载系数，见5.3条； K，-—-接触迹间载荷分配系数，见5.4条； KH2 一接触强度计算的接触迹内载荷分布系数，见5.5条； -纵向重合度整数部分； Kz接触迹系数，见5.6条； ZE 接触强度计算的弹性系数，（N/mm²)0.27见5.7条； Zu—接触强度计算的齿数比系数，见5.8条； Zs—接触强度计算的螺旋角系数，见5.9条； Z.接触弧长系数，见5.10条； 小齿轮齿数； mn 法向模数，mm。 公式（3)转换为名义转矩T，的表达式见附录B(补充件）。 4.1.3许用接触应力HP 许用接触应力对于大、小齿轮应分别计算。 CHLimZNZ,Zv OHP = SHmin （4） 式中：OHLim -试验齿轮的接触疲劳极限，N/mm²，见5.13条； Zz-~一接触强度计算的寿命系数，见5.14条； ZL--—润滑剂系数，见5.15条； 3 GB/T 13799-92 一速度系数，见5.16条。 4.1.4接触强度的计算安全系数SH .(5) OH 4.2.轮齿弯曲强度计算 4.2.1强度条件 计算齿根应力GF应不大于许用齿根应力FP，即： dio>do .(6) 或弯曲强度的计算安全系数S应不小于弯曲强度的最小安全系数Smin，即： Sr≥Srmin (7) 式中：F—-—计算齿根应力，N/mm²，见4.2.2条； 一许用齿根应力，N/mm²，见4.2.3条； Ss--弯曲强度的计算安全系数，见4.2.4条； SFmin 一弯曲强度的最小安全系数，见附录C。 4.2.2·计算齿根应力F 计算齿根应力对于大、小齿轮应分别计算。 T,KAKyK,KF2)0.86 YeY.YY,YEnd :(.8) 2μ + K 21mz.58 式中：KF2-—弯曲强度计算的接触迹内载荷分布系数，见5.5条， Ye- 弯曲强度计算的弹性系数，（N/mm²)0.14，见5.7条， Y.-弯曲强度计算的齿数比系数，见5.8条； Yg-弯曲强度计算的螺旋角系数，见5.9条； YF一一齿形系数，对于大、小齿轮应分别确定，见5.11条； YEnd齿端系数，见5.12条； Ti、KA、Kv、K、M、K、z和mn的意义同式(3)的说明。 公式(8)转换为名义转矩T1的表达式见附录B。 4.2.3许用齿根应力Fp 许用齿根应力Fp对于大、小齿轮应分别计算。 OFLimYNYx Srmin (9) 式中：FLim 试验齿轮的弯曲疲劳极限，N/mm²，见5.13条； Y—弯曲强度计算的寿命系数，见5.14条； Y——尺寸系数，见5.17条。 4.2.4弯曲强度的计算安全系数.Sr (10) OF 5载荷、有关系数和疲劳极限 5.1小齿轮的名义转矩T1 (11) n1 式中：P小齿轮传递的名义功率，kW ni 小齿轮的转速，r/min。 GB/T13799-92 5.2使用系数K 使用系数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工作机 的载荷特性、传动零件的质量比、联轴器类型以及运行状况。使用系数最好是通过实测或对传动系统的 全面分析来确定。如缺乏这种资料时，可参考表2查取。 表2.使用系数KA 工作机工作特性及其示例 均匀平稳 轻微振动 中等振动 强烈振动 如发电机、均匀传 如不均匀传动的 如轻塑球磨机、提 如挖掘机、重型球 动的带式运输机或 带式运输机或板式 升装置、轧机、橡胶 磨机、钢坏初轧机、 原动机工作 板式运输机、螺旋运 运输机、起重机回转 挤压机、单缸活塞 旋转钻机、挖泥机、 特性及其示例 输机、通风机、轻型 齿轮装置、工业与矿 泵、叶瓣式鼓风机、 压坏机、破碎机、污 离心机、离心泵、离 用风机、重型离心 糖业机械 水处理用离心泵、泥 心式空调压缩机 机、离心泵、离心式 浆泵 空气压缩机 均勾平稳 如电动机，均匀转动的 1. 00 1.25 1.50 ≥1.75 蒸汽轮机，燃汽轮机 轻微振动 如蒸汽轮机，燃汽轮机， 1.10 1.35 1.60 ≥1.85 经常启动的大电动机 中等振动 1. 25 1.50 1. 75 ≥2. 00 如多缸内燃机 强烈振动 1. 50 1. 75 2. 00 ≥2. 25 如单缸内燃机 注：①表中数值仅适用于在非共振区运转的齿轮装置。 ②对于增速传动，根据经验建议取表值的1.1倍。 ③对外部机与齿轮装置之间有挠性连接时，通常KA值可适当减小。 5.3动载系数Kv 动载系数是考虑轮齿接触迹在啮合过程中的冲击和由此引起齿轮副的振动而产生的内部附加动载 荷影响的系数。K值可根据齿轮的圆周速度及平稳性精度由图1查取。 1.6 5.6级 1.5 7、8 4级 1.3 1.2 V/(m/s) 图1动载系数Kv 5 GB/T 13799--92 5.4接触迹间载荷分配系数K1 接触迹间载荷分配系数是考虑由于齿向及齿距误差、轮齿和轴系受载变形等引起载荷沿齿宽方向 在各接触迹之间分配不均的影响系数。K，值可由图2查取。 硬齿面（小、大轮硬度>350HRS） 1 或大轮硬度35