标准搜索结果: 'GB/T 14229-2021'
| 标准编号 | GB/T 14229-2021 (GB/T14229-2021) | | 中文名称 | 齿轮接触疲劳强度试验方法 | | 英文名称 | Test method of surface contact strength for gear load capacity | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J17 | | 国际标准分类 | 21.200 | | 字数估计 | 34,368 | | 发布日期 | 2021-05-21 | | 实施日期 | 2021-12-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 14229-1993 | | 起草单位 | 郑州机械研究所有限公司、中机生产力促进中心、郑州中机轨道交通装备科技有限公司、陕西法士特齿轮有限责任公司、郑州航空工业管理学院、重庆大学、綦江齿轮传动有限公司、江苏中工高端装备研究院有限公司、广东产品质量监督检验研究院、珠海格力电器股份有限公司、东莞市德晟智能科技有限公司、郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司、洛阳科大格尔传动研究院有限公司 | | 归口单位 | 全国齿轮标准化技术委员会(SAC/TC 52) | | 标准依据 | 国家标准公告2021年第7号 | | 提出机构 | 全国齿轮标准化技术委员会(SAC/TC 52) | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 14229-2021
(Gear contact fatigue strength test method)
ICS 21.200
CCSJ17
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 14229-1993
齿轮接触疲劳强度试验方法
2021-05-21发布
2021-12-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义、代号 1
4 试验原理 3
5 试验目的 4
5.1 基础数据测定 4
5.2 性能对比 4
5.3 其他 5
6 试验方法 5
6.1 总述 5
6.2 常规成组法 6
6.3 少点组合法 6
6.4 升降变载法 7
6.5 阶梯增载法 8
6.6 其他方法 8
6.7 试验方法的比较 8
7 试验装备 9
7.1 试验机 9
7.2 试验齿轮 10
8 失效判据 11
8.1 判别方法 11
8.2 判别准则 11
9 试验程序 12
9.1 准备 12
9.2 预备试验 12
9.3 正式试验 12
9.4 试验点的补充与剔除 13
9.5 失效分析 13
10 试验数据的统计处理 13
10.1 常规成组法和少点组合法 13
10.2 升降变载法 16
10.3 阶梯增载法 16
11 试验报告 17
附录A(资料性) 考虑置信度的统计处理方法 18
附录B(资料性) 常规成组法数据处理的算例 20
附录C(资料性) 升降变载法数据处理的算例 25
附录D(资料性) 阶梯增载法数据处理的算例 27
参考文献 29
齿轮接触疲劳强度试验方法
1 范围
本文件规定了关于渐开线圆柱齿轮接触疲劳强度试验的原理、目的、方法、装备、失效判据、程序、数
据处理以及试验报告。
本文件适用于测定钢或铸铁材料渐开线圆柱齿轮齿面接触疲劳承载能力设计所需的基础数据,并
适用于对比分析不同材料、不同工艺、不同修形方式等条件下齿轮的接触疲劳性能。其他材料齿轮或非
渐开线齿轮的同类试验可参照使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
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3 术语和定义、代号
GB/T 3358.1、GB/T 3480.1和GB/T 3480.2界定的术语和定义以及表1中的代号适用于本文件。
表1 代号、含义及单位
---表面处理(如镀层、喷丸、超精加工等);
---加工流程;
---齿轮几何参数;
---齿面修形;
---润滑油;
---工作温度;
---节圆线速度。
5.2.2 依据5.2.1的对比,可以优化齿轮的材料、工艺、润滑条件等。为提高效率,经充分评估后,宜在
有限寿命应力级下进行试验。试验点数应根据试验结果的离散性确定。每种用于对比的试验点数不宜
少于5个。
5.2.3 如需要对比耐久性疲劳极限应力,应按照6.4或6.5要求进行试验。
5.3 其他
除5.1和5.2以外,其他试验目的可由研究人员自行设定。例如探讨齿轮接触疲劳的失效机理,制
定齿面损伤的抑制方法等。
6 试验方法
6.1 总述
6.1.1 当齿面出现接触疲劳失效,或应力循环次数达到循环基数N0而齿面未失效(称为“越出点”)时,
试验终止并获得当前试验应力值下的一个寿命值,形成一个数据组(称为“试验点”)。当试验过程无异
常时,将该试验点称为“有效试验点”,否则称为“异常试验点”。
6.1.2 齿轮接触疲劳试验有多种数据组合方法,如常规成组法、少点组合法、升降变载法、阶梯增载法
等。在试验方案制定阶段,应根据试验目的和试验周期,进行合理选择。
6.1.3 试验齿轮的齿面接触应力应根据GB/T 3480.1和GB/T 3480.2按公式(1)计算(其中:“+”号用
于外啮合,“-”号用于内啮合):
σH=
ZH·ZE·Zε·Zβ
ZV·ZL·ZR·ZW·ZX
Ftu±1 ·KA·Kγ·Kv·KHα·KHβ
d1·b·u
(1)
式中:
ZH ---节点区域系数;
ZE ---弹性系数;
Zε ---接触强度计算的重合度系数;
Zβ ---接触强度计算的螺旋角系数;
ZV ---速度系数;
ZL ---润滑剂系数;
ZR ---接触强度计算的粗糙度系数;
ZW ---齿面工作硬化系数;
ZX ---接触强度计算的尺寸系数;
Ft ---分度圆上端面切向载荷,单位为牛顿(N);
KA ---使用系数;
Kγ ---均载系数,本文件中Kγ=1;
Kv ---动载系数;
KHα---接触强度计算时的齿间载荷分配系数;
KHβ---接触强度计算时的螺旋线载荷分布系数;
8.2.2 对于表面硬化齿轮(包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、火焰或感应淬火齿轮),点蚀一般首先在少数齿
面上出现。设定的点蚀损伤极限值见公式(6)、公式(7):
RS=4% (6)
RT=0.5% (7)
当达到公式(6)的值时,应判定对应的齿轮失效;当达到公式(7)的值时,应判定该齿轮副失效。
8.2.3 齿面应力循环基数N0一般设为5×107。当试验应力循环次数达到N0而齿面点蚀未达到损伤
极限时,试验可停止并判定该试验点越出。
9 试验程序
9.1 准备
9.1.1 确定试验目的,根据试验齿轮制造与检验技术文件制定试验方案,选取试验类型和确定试验
方法。
9.1.2 清洗试验齿轮后目测检査,齿面不得有腐蚀、锈蚀或其他形式的损伤,然后应对试验齿轮、轮齿
及齿面进行编号。
9.1.3 对试验机进行校核。
9.1.4 按试验机要求安装试验齿轮。
9.2 预备试验
9.2.1 检査试验齿轮齿面接触情况。加载至试验载荷后,齿面接触斑点沿工作齿宽方向应不小于
90%,沿齿高方向应不小于80%。
9.2.2 以低于预估接触疲劳极限应力50%对应的载荷值进行一定时长(不宜少于2h)的跑合试验,观
察运行情况。
9.2.3 根据第6章要求,划分试验应力级,必要时应对每个应力级先期进行1个或2个试验点试验,以
判定应力级设置的合理性。
9.3 正式试验
9.3.1 应按预备试验确定的应力级开始正式试验。
9.3.2 试验中应关注试验机的运转情况,并对润滑油的质量、流量、油温进行监测。对于试验中无法变
载的试验机,应监控载荷变化,依据掉载程度随时停机,调整和恢复载荷,做好详细记录。
9.3.3 试验中应根据应力级的大小确定齿面检査时间间隔。试验初期可用10倍放大镜观察齿面,并
应按照如下方法处理:
a) 如果发现点蚀损伤但尚未达到损伤极限,继续试验并根据损伤形貌及扩展趋势缩短以后检査
的时间间隔;
b) 如果点蚀面积率超过损伤极限,取本次检查时间间隔的中间点作为齿面失效的时间终点;
c) 如果试验过程中先期出现了其他损伤,如非正常磨损、轻微胶合等,详细记录损伤变化情况,改
善润滑条件和运转参数;
d) 如果出现中等及以上的磨损、胶合或发生轮齿断裂,判齿轮非接触疲劳失效,该组数据不能作
为试验点。
9.3.4 应对点蚀损伤的形貌、位置、齿面序号及应力循环次数进行跟踪检査,并做好记录(例如覆膜或
拍照)。
附 录 A
(资料性)
考虑置信度的统计处理方法
A.1 采用常规成组法确定C-R-S-N 曲线的参数
A.1.1 释义
C-R-S-N 曲线是考虑置信度下的R-S-N 曲线,即“置信度-可靠度-应力-循环次数”曲线。
A.1.2 可靠寿命置信下限的计算
不同分布形式的计算如下:
a) 对于正态分布,考虑置信度C(C≥50%),可靠寿命的单侧置信下限的计算见公式(A.1):
NL,R,C=μN+kR,CσN (A.1)
式中:
μN ---正态分布函数母体平均值;
kR,C---正态分布单侧容限系数,其值与试验点数量n、置信度C 及可靠度R 有关,见
GB/T 4885-2009附录A;
σN ---正态分布函数母体标准差。
b) 对于对数正态分布,可靠寿命的单侧置信下限的计算见公式(A.2):
NL,R,C=exp[μlnN+kR,CσlnN] (A.2)
式中:
μlnN ---对数正态分布函数母体对数平均值;
σlnN ---对数正态分布函数母体对数标准差。
c) 对于威布尔分布,Pl NL 为失效概率P NL 在置信度为C时的单侧置信下限,见公式(A.3):
Pl NLi =
i/n-i+1
i/n-i+1 +F1-C,2(n-i+1),2i
(A.3)
式中:
F1-C,2(n-i+1),2i ---自由度为2n-i+1 和2i时F 分布的......
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