| 标准编号 | GB/Z 115-2025 (GB/Z115-2025) | | 中文名称 | 齿轮 蜗杆副承载能力计算 | | 英文名称 | Gears - Calculation of load capacity of worm gears | | 行业 | 国家标准 | | 中标分类 | J17 | | 国际标准分类 | 21.200 | | 字数估计 | 82,892 | | 发布日期 | 2025-12-03 | | 实施日期 | 2025-12-03 | | 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/Z 115-2025: 齿轮 蜗杆副承载能力计算
ICS 21.200
CCSJ17
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件
齿轮 蜗杆副承载能力计算
(ISO/T S14521:2020,IDT)
2025-12-03发布
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 Ⅴ
引言 Ⅵ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语、定义和符号 1
3.1 术语和定义 1
3.2 符号 2
4 常规关注点 8
4.1 蜗杆副承载能力评级标准 8
4.2 方法依据 9
4.3 绝对参数和相对参数的概念 9
4.4 适用性 10
4.5 有效性 10
4.6 系统注意事项 11
4.7 计算方法A、方法B、方法C 12
4.8 对标蜗杆副 13
5 计算所需数据 13
5.1 输入变量 13
5.2 安全系数 14
6 应力计算中的力、速度和其他参数 15
6.1 通则 15
6.2 轮齿作用力 15
6.3 分度圆直径上的滑动速度 16
6.4 物理参数 17
6.5 平均接触应力计算 20
6.6 平均润滑油膜厚度计算 20
6.7 磨损轨迹计算 21
6.8 润滑剂运动黏度计算 21
7 效率和功率损失 21
7.1 概述 21
7.2 总效率 21
7.3 总功率损失 22
7.4 蜗杆副效率 23
7.5 啮合功率损失 26
8 磨损承载能力 27
8.1 概述 27
8.2 磨损安全系数 27
8.3 预期磨损量 27
8.4 许用磨损量 30
8.5 针对特定试验计算的调整 31
9 齿面接触承载能力(抗点蚀) 31
9.1 概述 31
9.2 点蚀安全系数 32
9.3 实际接触应力 32
9.4 接触应力极限值 32
9.5 针对特定试验的计算方法调整 33
10 蜗杆轴变形 33
10.1 概述 33
10.2 挠度安全系数 33
10.3 实际变形量 34
10.4 变形极限 34
11 齿根强度 35
11.1 轮齿断裂安全系数 35
11.2 实际齿根应力 35
11.3 齿根剪切应力极限 36
11.4 针对特定试验的计算方法调整 38
12 温度安全系数 39
12.1 飞溅润滑的温度安全系数 39
12.2 喷油润滑的温度安全系数 40
13 蜗轮本体温度的确定 41
13.1 飞溅润滑的蜗轮本体温度 41
13.2 喷油润滑的蜗轮本体温度 42
附录A(资料性) 物理参数的说明 43
附录B(规范性) 参数的确定方法 44
附录C(规范性) 根据弹性流体动力润滑(EHL)理论计算润滑油膜厚度 48
C.1 计算原理 48
C.2 h*的计算指导 48
附录D(规范性) 磨损轨迹的定义 50
附录E(资料性) 磨损计算说明 52
附录F(资料性) 齿根强度说明 53
附录G(资料性) 根据试验结果调整对标蜗杆副公式 54
附录H (资料性) 高点蚀风险的蜗杆副寿命估算 56
附录I(资料性) 实例 58
I.1 实例---给定载荷下对标蜗杆副(齿形为ZI)效率和安全系数的计算 60
I.3 实例---给定载荷下蜗轮驱动效率和预期寿命(齿形I)的计算 62
I.4 实例---给定载荷下蜗杆副(齿形为C)效率和安全系数的计算 63
I.5 实例---给定载荷下蜗杆副(齿形为I)效率和安全系数(除齿廓外,与实例I.4的蜗杆副相同)
的计算 65
附录J(资料性) 多种工况下极限承载能力的示例 69
参考文献 71
前言
本文件为规范类指导性技术文件。
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
本文件等同采用ISO/T S14521:2020《齿轮 蜗杆副承载能力计算》,文件类型由ISO 的技术规范调
整为我国的国家标准化指导性技术文件。
本文件做了下列最小限度的编辑性改动:
---引言中增加了脚注,以说明蜗杆类型“A,N,K,I,C”与国内表达的差异;
---将表1中油池温度a0,a1,a2更正为a0,a01,a02;
---删除了表1中重复的Δs和Δslim;
---增加了表1中VSUMn的单位“m/s”;
---将4.2中“见4.4”更正为“见4.8”;
---增加了4.7.3列项的引导语;
---将5.1中“sk”更正为“sK”;
---增加了图3a)横坐标平均滑动速度(vg)的单位“m/s”;
---将公式(112)中等式左边“Y3”更正为“Yγ”;
---将附录G中中心距“aT,1”更正为“aT1”;
---将I.1中按照公式(11)计算的“h*=0.9496”更正为“p*m=0.9496”;
---将附录I中各实例中法向压力角“α0(=αn)=20°”更正为“α0=π/9、αn=20°”;
---将I.5标题中的“J4”更正为“I.4”。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国齿轮标准化技术委员会(SAC/TC52)提出并归口。
本文件起草单位:郑机所(郑州)传动科技有限公司、中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司、重
庆大学、东北大学、浙江三凯机电有限公司、杭州杰牌传动科技有限公司、浙江午马传动有限公司、河南同
济减速机有限公司、温岭市明华齿轮有限公司、中煤科工集团上海有限公司、庆安集团有限公司、中国农业
大学、东莞市星火齿轮有限公司、浙江双环传动机械股份有限公司、常州德劢精密传动有限公司、河南科兴
液压科技有限公司、重庆机床(集团)有限责任公司、浙江吉峰齿轮有限公司。
本文件主要起草人:王志刚、陈永洪、张坤、赵亚平、管洪杰、詹东安、江建斌、陈德木、李海霞、曹志刚、
洪军、赵超、孙中乾、李建仁、李海涛、童爱军、刘禾禾、范瑞丽、郭情情、郭诗蕊、谈伟、闫月红、李忠涛、
陆建江、和法洋、王雪峰、戴建平、杨灿辉、马铭、任继华、潘元庆、戴锦芳、高进、宋保伸、颜世铛、邢鹤琛、
刘晓坤。
引 言
本文件是为圆柱蜗杆传动的设计及校核而制定。
本文件只有在蜗杆与蜗轮齿面共轭(比如蜗杆螺旋面和蜗轮滚刀的螺旋面相同)时适用,且蜗轮与
蜗杆齿面间接触良好、运动平稳。
本文件适用于ISO 10828中定义的A、C、I、N和K型圆柱蜗杆传动1)。
在满足以上条件时,蜗轮与蜗杆的制造方法不受限制。
由于蜗杆传动副的共轭齿面复杂多变,为了确保蜗杆和蜗轮的配合良好,最好二者由同一制造商
完成。
在本文件中,蜗杆传动的许用转矩受到蜗杆和蜗轮的齿面应力(磨损或点蚀)或弯曲应力(强度)、蜗
杆变形或热极限的影响。一套蜗杆副的承载能力是由工况和6.4的规范计算所得到的。
1) 根据GB/T 12760,国内对蜗杆类型的表述分别为ZA、ZC、ZI、ZN和ZK。
齿轮 蜗杆副承载能力计算
1 范围
本文件给出了圆柱蜗杆副承载能力的计算公式,包括与齿面磨损、齿面点蚀、蜗杆变形、轮齿断裂和
与温度有关的载荷评级。本文件不涉及胶合和其他失效模式。
本文件适用于齿面滑动速度vg≤25m/s和重合度ε >2.1的载荷评级和设计流程。也适用于齿面
滑动速度vg >0.1m/s的磨损情况。对于依据本文件选择尺寸、润滑剂或材料的原则与建议,适用于中
心距a≥50mm。当中心距a< 50mm时,采用本文件的方法A。
选择适当的承载能力计算方法需要具备丰富的知识和经验。本文件仅供具有丰富实践经验且能够
对有关因素做出明智判断的齿轮设计师使用,而不适合缺乏必要经验的人员。承载能力计算方法见
4.7。
重要提示:蜗杆副的几何形状比较复杂。建议本文件的使用者要确保已经建立了一个相匹配的装
配条件。
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。
注:GB/T 3374.1-2010 齿轮术语和定义 第1部分:几何学定义(ISO 1122-1:1998,IDT)
注:GB/T 3374.2-2011 齿轮术语和定义 第2部分:蜗轮蜗杆几何学定义(ISO 1122-2:1999,IDT)
注:GB/T 3480.6-2018 ......
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