《直齿轮和斜齿轮承载能力计算 第6部分：变载荷条件下的使用寿命计算GBT 3480.6-2018》详细解读

《直齿轮和斜齿轮承载能力计算第6部分：变载荷条件下的使用寿命计算GB/T3480.6-2018》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义、符号和缩略语4概述4.1使用系数4.2载荷谱与应力载荷谱4.3使用寿命的计算方法contents目录4.4Palmgren-Miner法则5按照ISO6336计算单对齿轮强度的方法5.1基本原理5.2应力载荷谱的计算5.3接触与弯曲强度值的确定5.4安全系数的确定附录A(规范性附录)通过给定载荷谱下当量转矩Teq来确定使用系数KAcontents目录附录B(资料性附录)使用系数KA的推荐值附录C(资料性附录)给定载荷谱下安全系数的算例参考文献011范围变载荷条件下的直齿轮和斜齿轮承载能力计算方法。涉及使用寿命的预测和评估。适用于不同类型变载荷条件的齿轮。1范围022规范性引用文件123该标准为直齿轮和斜齿轮承载能力计算的基本规定，本部分引用其术语和定义、符号和单位等。概述确保在变载荷条件下的使用寿命计算过程中，所使用的基本参数和术语与国家标准保持一致，提高计算的准确性和可靠性。重要性在计算过程中，需参照GB/T3480.1-2018中的相关规定进行。应用2规范性引用文件033术语、定义、符号和缩略语使用寿命指齿轮在特定条件下能够正常运转的时间或周期数。变载荷指齿轮在工作过程中所受载荷的大小或方向发生变化的情况。承载能力指齿轮在特定条件下能够承受的最大载荷。3术语、定义、符号和缩略语044概述随着工业领域对齿轮传动系统要求的提高，急需一套科学、统一的变载荷条件下直齿轮和斜齿轮承载能力计算方法。市场需求近年来，齿轮设计、制造及测试技术取得了显著进步，为制定更精确、更可靠的承载能力计算标准提供了有力支持。技术进步为与国际接轨，提高我国齿轮产品的国际竞争力，需参照国际先进标准，制定符合我国国情的直齿轮和斜齿轮承载能力计算标准。国际化趋势4概述054.1使用系数使用系数是考虑外部因素对齿轮传动影响而引入的系数，用于修正齿轮的承载能力。使用系数可分为基本使用系数和附加使用系数，分别对应不同的影响因素。定义分类4.1使用系数064.2载荷谱与应力载荷谱载荷谱类型根据实际应用场景，选择适合的载荷谱类型，如恒定载荷、变化载荷等。数据采集与处理收集齿轮工作过程中的载荷数据，通过统计分析，得到具有代表性的载荷谱。载荷谱的应用将得到的载荷谱应用于齿轮承载能力的计算，提高计算的准确性。4.2载荷谱与应力载荷谱074.3使用寿命的计算方法载荷谱类型根据实际应用场景选择适当的载荷谱类型，如恒幅载荷谱、变幅载荷谱等。载荷数据处理对收集到的载荷数据进行统计分析和处理，以确定各级载荷的大小、频次和顺序。载荷谱应用将编制好的载荷谱应用于齿轮承载能力的计算和校核中。4.3使用寿命的计算方法084.4Palmgren-Miner法则Palmgren-Miner法则是基于线性累积损伤理论的一种寿命预测方法，它假设材料在不同应力水平下的损伤是独立且可以线性叠加的。线性累积损伤理论当材料所受的损伤累积达到某一临界值时，即发生破坏，此时的应力循环次数即为材料的疲劳寿命。损伤累积达到临界值Palmgren-Miner法则忽略了载荷顺序对疲劳寿命的影响，认为在相同应力水平下，无论载荷是递增还是递减，其造成的损伤是相同的。忽略载荷顺序的影响4.4Palmgren-Miner法则095按照ISO6336计算单对齿轮强度的方法5按照ISO6336计算单对齿轮强度的方法齿轮的模数、压力角、齿数等基本参数是计算齿轮强度的基础，需根据设计要求和使用条件进行确定。对于直齿轮和斜齿轮，这些参数的选取将直接影响齿轮的承载能力和使用寿命。105.1基本原理03S-N曲线与疲劳极限根据齿轮材料的S-N曲线确定其疲劳极限，进而判断在不同应力水平下的疲劳寿命。01载荷谱与应力谱在计算变载荷条件下的使用寿命时，需首先确定齿轮所受的载荷谱与应力谱，这是评估齿轮疲劳寿命的基础。02累积损伤理论采用累积损伤理论对齿轮在变载荷作用下的损伤进行累积计算，以此预测使用寿命。5.1基本原理115.2应力载荷谱的计算应力载荷在齿轮啮合过程中保持不变，为最简单的载荷谱类型。恒幅载荷谱应力载荷在齿轮啮合过程中随时间而发生变化，需要详细分析载荷变化规律和影响因素。变幅载荷谱应力载荷在齿轮啮合过程中随机变化，需要通过概率统计方法进行分析和处理。随机载荷谱5.2应力载荷谱的计算125.3接触与弯曲强度值的确定材料属性考虑在计算过程中，需综合考虑齿轮材料的弹性模量、泊松比等物理属性，以及齿轮的几何参数如模数、齿数等。安全系数引入为确保齿轮传动的可靠性，在计算得到的接触强度值基础上，还需引入一定的安全系数。赫兹公式应用根据赫兹公式，计算齿轮接触面的最大接触应力，确保齿轮在传递动力时不会发生表面疲劳破坏。5.3接触与弯曲强度值的确定135.4安全系数的确定材料性能影响制造工艺对齿轮的精度、表面质量等方面有重要影响，这些因素将直接影响齿轮的弯曲疲劳性能。制造工艺影响使用条件与环境根据实际使用条件，如载荷大小、运行速度、润滑状况等，合理确定齿轮的弯曲疲劳安全系数。考虑齿轮材料的弯曲疲劳极限、弹性模量等物理特性，以确保齿轮在承受载荷时具有足够的强度和刚度。5.4安全系数的确定14附录A(规范性附录)通过给定载荷谱下当量转矩Teq来确定使用系数KA载荷谱分析01根据齿轮实际工况，收集并分析载荷谱数据，包括转矩、转速等。转矩折算02将载荷谱中的各转矩值折算到基准转速下，得到对应的折算转矩。当量转矩计算03根据折算转矩及其对应的循环次数，采用特定的算法计算当量转矩Teq。附录A(规范性附录)通过给定载荷谱下当量转矩Teq来确定使用系数KA15附录B(资料性附录)使用系数KA的推荐值理论研究除了实践经验外，推荐值还会结合相关的理论研究成果，以确保其科学性和准确性。行业规范在某些情况下，使用系数KA的推荐值可能直接引用自相关的行业规范或标准，以确保行业内的统一性和可比性。实践经验使用系数KA的推荐值往往来源于大量的实践经验，这些经验包括对齿轮传动系统的实际运行情况的观察和总结。附录B(资料性附录)使用系数KA的推荐值16附录C(资料性附录)给定载荷谱下安全系数的算例载荷谱描述算例中考虑了一个简单的载荷谱，包括几个不同级别的载荷和相应的循环次数。安全系数计算过程根据标准中提供的方法，首先计算各载荷级别下的损伤，然后通过累积损伤理论计算总损伤，并结合齿轮的许用损伤来求得安全系数。结果分析通过该算例，可以清晰地了解到在简单载荷谱下如何计算安全系数，以及各参数对最终结果的影响。附录C(资料性附录)给