U D C J 1 7 6 2 1 - 8 3 3 - 0 1
缚 a 中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
G B / T 1 4 2 2 9 一9 3
齿轮接触疲劳强度试验方法
S t a n d a r d o f t e s t me t h o d f o r s u r f a c e
t o a d c a p a c i t y o f g e a r s
1 9 9 3 一 0 3 一 0 4 发布 1 9 9 3 一 1 2 一 0 1 实施
国 家 技 术 监 督 局 发 布中华人民共和国国家标准
齿轮接触疲劳强度试验方法 GB / T 1 4 2 2 9 一9 3
S t a nd a r d o f t e s t me t h o d f o r s u r f a c e
t o a d c a p a c i t y。 「 g e a r s
， 主腼内容与适用范围
本标准规定了测定渐开线圆柱齿轮接触疲劳强度的试验方法. 以确定齿轮接触承载能力所需的基
础数据。
本标准适用于钢， 铸铁制造的渐开线圆柱齿轮由齿 面点蚀损伤而失效的试验。 其它金属齿轮的接触
疲劳强度试验可参照使用。
2 引用标准
G B 1 3 5 6渐开线圆柱齿轮基本齿廓
G B 3 4 8 0 渐开线圈柱齿轮承载能力计算方法
G B 8 5 3 9 齿轮材料及热处理质量检验的一般规定
G B 1 0 0 9 5 渐开线圆柱齿轮精度
Z B 1 1 7 0 0 3 工业齿轮润滑油选用方法
3 主要代号
本标准中主要代号、 意义及单位见表1 .
表 1
代 号 愈 义 单 位
A.
A. .
A, r
A, r
A, r w
Anw
召
b
试验齿轮监个齿面上点蚀面积之和
试验齿轮单个齿面的工作表面积
试获齿轮副主动轮全部点蚀面积之和
试脸齿轮副被动轮全部点蚀面积之和
试脸齿轮副主动轮各齿工作表面积之和
试脸齿轮副被动轮各齿工作表面积之和
试验齿轮箱中心距
工作齿宽
威布尔分布函数的尺度参数
mm舍
mm`
mm公
m m `
mm'
mmZ
m m
m n,
国家技术监份局1 9 9 3 一 0 3 一 0 4批准 1 9 93 一 1 2一 01实施G s / T 1 4 2 2 9 一9 3
续表 1
代 号 意 义 单 位
C
C，
d ,
F,
泛
K}
Kx . 。
Kv
冲皿
邢夕
N
几
N;
N,
从
R
R.
Rr
R.
s
S
T,
T-
Ti
业
ZE
S - N曲线方程常数
修正后的S - N曲线方程常数
试验齿轮小轮分度圈直径
端面内分度圆周上的名义切向力
戚布尔分布函数的形状参数
使用系数
接触强度计算的齿间救荷分布系数
动载系数
齿轮模数
S - N曲线方程指效
修正后的S - N曲线方程指数
应力循环次数
试验点总数
齿轮接触疲劳区上临界点的循环次数
试验齿轮齿面应力循环次数
齿面应力循环基数
可靠度
单齿点蚀面积率
齿轮副点蚀面积率
徽观不平度1 0 点商度
试验有越出点时的失效试脸点数
应力
实侧试脸齿轮箱枯入转矩的平均值
实侧试验齿轮箱物入转矩的最大值
实洲试脸齿轮箱枪出转矩的平均值
齿数比
弹性系数
N
n、 nl
%
%
卜m
N/ mm'
N ·m
N ·m
N .m
了N 加mG B / T 1 4 2 2 9 一9 3
续表 1
代 号 : 义 {单 位
Z N
ZL
Z R
Z v
Z，
Zx
Z a
Z .
d H c m
口 N O
O N
口 mN
ON
O N 云
户. N
抑
，
△ 尸 ，
合 F '
o f f
鱿 b
V . U V A * f m A t m A l k m a g r * l f t i l g * f t * f = f v b , k l f 接触强度计算的尺寸系数
七 山创 之 日角. J 本勺 宫曰 月 肠J 盆角 盆 创r
GB 3 4 8 0的试验齿轮接触使劳极限
循环次致为5 X1 0 7 时的R - S - N曲线应力计算值
试脸齿轮齿面接触应力
对数正态分布函数的母体对数标准差
正态分布函致的母体标准差
循环数为N; 时R - S - N曲线应力计算值
对数正态分布函数的母体对数平均值
正态分布函数的母体平均值
试验齿轮箱效率
齿距累积误差
齿向误差
齿形误差
荃节偏差
N/ ， m ，
N/ m m l
N/ m r n ，
环
} 笠 } ” ‘ ”
}二
4 试验方法
确定齿轮接触疲劳强度应在齿轮试验机上进行试验齿轮的负荷运转试验。当齿面出现接触疲劳失
效或齿面应力循环次数达到规定的循环基数N 。 而未失效时( 以下简称“ 越出勺， 试验终止并获得齿面
在试脸应力下的一个寿命数据。 当试验齿轮及试验过程均无异常时， 通常将该致据称为“ 试脸点” 。 根据
不同的试验目的， 选择下列不同的试验点的组合， 经试验数据的统计处理， 确定试验齿轮的接触疲劳特
性曲线及接触疲劳极限应力。
4 . 1 常规成组法
常规成组法用于测定试验齿轮的可靠度一 应力一 寿命曲线( 即R - S - N曲线) ， 求出试验齿轮的接触疲
劳极限应力。
3G B / T 1 4 2 2 9 一9 3
试验时取4 ^ - 5 个应力级， 每个应力级不少于5 个试验点( 不包括越出点) 。最高应力级中的各试验
点的齿面应力循环次数不少于1 X1 0 6 。 最高应力级与次高应力级的应力间隔为总试验应力范围的4 0 %
-5 0 %， 随着应力的降低， 应力间隔逐渐减少。最低应力级至少有一个试验点越出。
少试验点组合法
少试验点组合法通常用于测定S - N曲线或仅测定极限应力。
试验时试验点总数为7 ^1 6 个。测定S - N曲线时， 应力级为4 ^ - 1 0 个， 每个应力级取1 .4个试验
月
产 ‘
0
车
点
测定极限应力时可采用升降法。
采用正交法进行对比 试验时， 每个对比因素至少有3 个试验点。
5 试验条件及试验齿轮
5 . 1 齿轮接触疲劳强度试验按下述规定的试验条件和试验齿轮进行( 对比试验的研究对象除外) ， 由此
可确定试验齿轮的接触疲劳极限应力a w ; a .
5 . 1 . 1 试验条件
5 . 1 . 1 . 1 试验机
试验应使用功率流封闭式结构的齿轮试验机， 试验机的性能校核见附录A ( 补充件) 。 试验机的中心
距一般为9 0 ^ - 1 5 0 m m. 试验齿轮线速度为8 ^ - 1 6 m / s . 试验机的精度应不低于试验齿轮所要求的精度，
试验机应具有以下基本功能:
5 . 1 . 1 . 2
齿轮断齿时自动停机，
有保证齿轮良 好润滑的循环喷油润滑系统，
有润滑油温度控制装置， 回油温度应控制在6 0 ` C 以下，
有循环次数记录装置， 其记录误差不大于士。 . 1 %.
润滑油
按2 B J 1 7 0 0 3 进行润滑油的选择和保养。 一般情况下试验机连续运转三个月应进行润滑油的取样
检查。
5 . 1 . 2 试验齿轮
试验齿轮模数的选择应保证在试验中不出现弯曲疲劳断齿， 通常取二 =3 -8 m m. 螺旋角P =O . ， 齿
数比。 =1 . 2 ^ - 1 . 5 ( 小齿轮为主动轮) ， 试验齿轮副材料相同， 工作齿宽b >0 . 0 5 a中心距, m m) ， 表面粗
糙度R z =2 -5 E L M , 精度为G B 1 0 0 9 5 的4 ^ - 6 级， 基本齿廓应符合G B 1 3 5 6 的规定。
试验齿轮的材料、 热处理及加工检测见附录B ( 补充件) 。
5 . 2 齿轮接触疲劳强度试验也可在试验条件和试验齿轮参数与产品齿轮工况和参数一致或相近的条
件下进行。
6 接触疲劳失效判据
6 . 1 失效判别方法
齿轮接触疲劳强度试验是以齿面点蚀损伤程度作为接触疲劳失效的判据。到别方法有以卜 网押:
a . 单齿点蚀面积率
R . =A . / A . � ” · “ · ” · “ · “ · · “ · ， ， . 一< 1)
式中; R . — 单齿点蚀面积率， %;
A . — 试验齿轮单个齿面上点蚀面积之和， m m ' ;
人， — 试验齿轮单个齿面的工作表面积， mm Z .
b . 齿轮副点蚀面积率
R二A i r 八 七 r . +A: / 人1 ' w ” · “ · “ · “ · “ · · ” · · …“ · “ · · “ “ . ( 2 )G s / T 1 4 2 2 9 一9 3
式中: R T - 齿轮副点蚀面积率， 0 o ;
A C T — 试验齿轮副主动轮全部点蚀面积之和， m m ' ;
A z T — 试验齿轮副被动轮全部点蚀面积之和， m m 2 ;
A , T . — 试验齿轮副主动轮各齿工作表面积之和， m m ' ;
A . T . — 试验齿轮副被动轮各齿工作表面积之和， m m 2 >
6 . 2 失效判别准则
6 . 2 . 1 非表面硬化齿轮， 点蚀一般总是在所有齿面上出现. 当试验齿轮副的硬度相等或相近时， 它们的
点蚀损伤极限为:
R T =2 0 0 · · “ · “ · ” · “ · ” 。 · · “ · “ · · “ “ · “ 一 ( 3)
当试验齿轮齿轮副点蚀面积率达到式( 3 ) 的点蚀损伤极限时， 即判定该齿面失效。
6 . 2 . 2 表面硬化齿轮， 包括渗碳、 渗氮、 碳氮共渗、 火焰或感应淬火的齿轮， 点蚀一般在少数齿上出现.
它们的点蚀损伤极限为:
3024
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