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GB／T 14229-2021 齿轮接触疲劳强度试验方法.pdf

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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。 .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。

。为提高效率，经允分评佰后GB 23200.82-2016 食品安全国家标准 肉及肉制品中乙烯利残留量的检测方法， 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 于5个。 .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

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。

6.1.1当齿面出现接触疲劳失效，或应力循坏次数达到循环基数N。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/T3480.1和GB/T3480.2按公式（1)计算（其中：“十”号用 于外啮合，“一”号用于内啮合）：

ZH·Z·Z.·Zp F.(u±1)·KA·K,·K,·KHa·KH .... ) Z·Z.·ZRZw·Zx di·b·u

式中： ZH 节点区域系数； ZE 弹性系数； Z. 接触强度计算的重合度系数； ZB 接触强度计算的螺旋角系数； Zv 速度系数； Z. 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； F. 分度圆上端面切向载荷，单位为牛顿(N)； KA 使用系数； K 均载系数，本文件中K，=1； K. 动载系数； K Ha 接触强度计算时的齿间载荷分配系数； KH 接触强度计算时的螺旋线载荷分布系数；

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d 试验齿轮小轮分度圆直径，单位为毫米（mm）； 6 工作齿宽，单位为毫米（mm）； 齿数比.22/21

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6.4.1该法是给定循环次数后，在预估疲劳极限应力。i附近设置多个应力级，依据试验点失效或越出 的升降分布统计得出疲劳极限应力。该法可用于比较准确地测定齿面接触疲劳极限应力のHlim 6.4.2试验中，当前试件加载的应力级应由前一试件的试验结果决定。当前一试件为“失效”时，该试 件加载的应力级应降低一级；“越出”时，则增高一级。“失效”和“越出”应配对出现。通常取4个～6个 应力级，相邻应力级的差值宜取△c=（0.04～0.06)clim，考虑试验周期，所需试验点总数不宜少于16个。 最后的有效试验点后的预测点应与第一个有效点同级。见图4。

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标引序号说明： in 预估疲劳强度极限应力

本文件不排斥其他的试验方法，但该方法应符合抽样和数理统计的要求，并与试验委托方或数据 方达成一致。例如采用正交法进行对比试验时，每个对比因素至少应有3个试验点。

对6.2～6.5不同的试验方法所需要的试验点数、所得的处理结果、占用的试验周期进行比较

表2各种试验方法的对比

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表2各种试验方法的对比（续）

7.1.1.1宜采用功率流封闭传动形式（如图1所示），并具备双向运转和加载能力。中心距范围宜选为 80mm~160mm，加载方式可采用可控液压加载，试验齿轮线速度宜选为8m/s~30m/s（不宜大于 40m/s），并应具有以下基本功能： 保证试验齿轮接触斑点在不同载荷级下均能满足试验要求； 有足够能力补偿齿轮、轴承、密封件等处的功率损失； C 试验过程中发生异常或齿轮断齿时可自动停机； 转矩加载稳定，连续可调； e） 在10%～100%的加载范围内，转矩测量误差不大于被测转矩值的土1%； f) 保证试验齿轮具有良好润滑条件，润滑油温度控制误差不大于士5℃； g) 有循环次数记录装置，试验过程中工作应连续、可靠，最大记录误差不大于士0.1%。 7.1.1.2 试验中所需润滑油应按JB/T8831进行选择和更换。一般情况下，试验机每连续运转三个月 应进行润滑油的取样检查、清洁或更换

应定期按照试验机的技术指标进行校验，做到： a）试验齿轮的使用系数K。的计算见公式（2),计算值不大于1.0

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7.2.1.1用于齿轮（或齿轮材料)的基础数据试验时，宜选用圆柱齿轮，模数m，=3mm～8mm，精度应 满足GB/T10095（所有部分）规定的4级～6级，基本齿廊应符合GB/T1356的要求。可优先选择表3 的参数范围，参数搭配应避免在试验中出现疲劳断齿或胶合现象。 7.2.1.2在条件允许的情况下，试验齿轮也可按产品齿轮参数和实际运行条件进行相似设计，而在制造 过程中，同一种试验齿轮的制造工艺应相同，保证试验齿轮性能的一致性。

表3基础数据测定推荐的试验齿轮参数

为保证试验的规范化和问题的可追溯，试验齿轮的设计和制造应形成正式技术文件，包括几何 强度分析、材料控制、毛坏成形、热处理、机加工、表面强化等7项主要内容（如有必要，可另行增加 根据试验目的就试验齿轮的制造过程控制进行必要的检测并记录，试验齿轮的搬运和存储也应合 范，详见表4。

表4关于试验齿轮的技术要求

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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）：

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。 面应力循环基数N。一般设为5X10’。当试验应力循环次数达到N。而齿面点蚀未达到损伤 验可停止并判定该试验点越出

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查，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

9.2.1检查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 紧运行情况 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。

9.4试验点的补充与剔

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系数不能满足最小值要求（见10.1.3），应补充试验点。对于正态分布，可采用t分布理论确定最少有效 试验点数。 9.4.1.2使用升降变载法时，应针对试验点数及时进行数据稳定性检验。最后连续4个试验点的稳定 误差宜小于0.5%。若稳定误差不能满足要求，应补充试验点。 9.4.1.3使用其他试验方法.应结合试验点的统计学分析.判断试验结果是否具有足够的数据支撑

9.4.2.1当某一试验点的循环次数可疑时，可采用统计学中对可疑数据的处理方法来决定取舍。对于 正态分布，宜采用肖维涅准则、格拉布斯法等。 9.4.2.2当某一试验点的循环次数按照9.4.2.1选定方法被判定为过大数据时，应进一步分析该试验点 的加载是否有误。如果是，应剔除该试验点。 9.4.2.3当某一试验点的循环次数按照9.4.2.1选定方法被判定为过小数据时，应检查试验齿轮是否由 于制造缺陷导致失效（例如磨齿后产生了表面微裂纹），并检查试验机载荷、振动是否超限。如果有一点 是，应剔除该试验点。

试验目的有要求时应进行失效分析。 应结合齿面点蚀形貌，借助光谱仪、光学/金相显微镜、扫描/透射电镜等检测设备，推断齿轮试件失 效的原因。

10.1常规成组法和少点组合法

10.1.1给定应力级下寿命的概率分布

1.1.1在某一给定应力级下做n个试验点，得到的寿命值（循环次数)N，按递增顺序排列见公式(8 式（9）： 王越山上时

P(N)= n+i i0.3 n + 0.4

P(NL)= n + 1 10 P(NL) = i—0.3 n ± 0.4

i0.3 P(NLi)= （11 n +0.4 式中： 试验点总数； 试验点序号。当无越出点时，=1,2，，n；当有越出点时，i=1,2，，r

试验点总数； 试验点序号。当无越出点时，=1,2，"，n；当有越出点时，i=1,2，"，r

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10.1.2寿命分布函数假设

一般采用正态分布、对数正态分布或三参数威布尔分布进行分布检验，确定分布函数。三种分布 的表达分别见公式（12）～公式（14）： 正态分布

公式（12）～公式（14）中： N. 齿面应力循环次数； AN 正态分布函数母体平均值； ON 正态分布函数母体标准差； InN 对数正态分布函数母体对数平均值； InN 对数正态分布函数母体对数标准差； β 威布尔分布函数的形状参数； S 威布尔分布函数的尺度参数； Y 威布尔分布函数的位置参数，当三0时，公式（14)简化为两参数威布尔分布函数

公式（12）～公式（14)中： N, 齿面应力循环次数； AN 正态分布函数母体平均值； ON 正态分布函数母体标准差； InN 对数正态分布函数母体对数平均值； InN 对数正态分布函数母体对数标准差： β 威布尔分布函数的形状参数； 7 威布尔分布函数的尺度参数； Y 威布尔分布函数的位置参数，当

10.1.3寿命分布函数拟合与优度检验

1.3.1宜采用最小二乘法进行寿命分布的拟合与优度检验，具体步骤为： a）采用公式（10)或公式（11)计算P（NL）； b）当按照正态分布拟合时，应按照公式（15）计算

当按照对数正态分布拟合时，应按照公式（16)计算：

当按照威布尔分布拟合时，应按照公式（17)计算

0.1.3.2分布函数的线 文小值回 满足两种以上分布时，应优先选用线性相关系数绝对值较大的分布

方法如下： a）按确定的寿命分布函数计算不同可靠度R下的可靠寿命NL.R： 对于正态分布，计算见公式（18）：

对于三参数威布尔分布，计算见公式（20）

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NL.R =n(In ) +2

10.1.6.1当按公式（1)计算时，

式中： N——接触疲劳区上临界点循环次数

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均值和标准偏差的估计值的计算见公式（27)～么

公式（27)～公式（29)中：

考虑置信度的疲劳极限应力のR.c的计算见A 6完整算例见附录C

0a... .....26

+0.029 ·（28 N N <0.3时，5。=0.53△g ·(29

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应包括以下内容： a) 试验目的及要求； 试验方法； c) 试验条件及试验齿轮； d) 试验数据及处理结果； e) 损伤分析； f) 试验单位、报告人、审核人、日期

应包括以下内容： a) 试验目的及要求； b) 试验方法； 试验条件及试验齿轮； d) 试验数据及处理结果； 损伤分析； f) 试验单位、报告人、审核人、日期

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A.1.2可靠寿命置信下限的计算

DB33T 911-2014 房车旅游服务区基本要求根据10.1.2~10.1.4进行寿命分布函数假设、拟合及可靠寿命计

Vi.R.c =expLμInN +kR.cOInN ....................(A.2)

A.2采用升降变载法确定疲劳极限应力

置信度为C、可靠度为R下的疲劳极限应力置信下限的计算见公式（A.5） 18

式中： 应力平均值； 应力标准偏差。

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YY 0828-2011 心电监护仪电缆和导联线GB/T 142292021