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GB／T 14230-2021 齿轮弯曲疲劳强度试验方法.pdf5.2.1当采用不同材料或不同工艺加工的试验齿轮时，通过对试验数据的处理，可以评定不同因素对 齿轮弯曲疲劳强度的影响。这些因素包括但不限于：
西轮材科； 齿轮热处理； 齿轮儿何参数； 加工流程； 齿根机加工（滚齿、插齿、铣齿等）； 齿根表面处理（喷丸、超精加工、镀层等）； 工作温度； 润滑油。 2依据5.2.1的对比，可以优化齿轮的材料、工艺、齿根设计等。为提高效率，经充分评估后，宜在 寿盒应力级下进行试验 每种用干对比的试验点数不宜
5.2.2依据5.2.1的对比，可以优化齿轮的材料、工艺、齿根设计等。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7.4或7.5的要求进行试验
除5.1和5.2以外QYKX 0002S-2015 云南康笑生物科技有限公司 辣木叶片（压片糖果），其他试验目的可由研究人员自行设定。例如探究齿轮弯曲疲劳失效机理和三 要原因，分析齿轮弯曲疲劳裂纹的萌生和稳定扩展过程，制定轮齿弯曲疲劳损伤的抑制方法等
为了确定齿轮弯曲承载能力和疲劳 运转型试验（见图1），将试验齿轮以专用夹具固定在试验机上对轮齿进行脉动加载的方式称为脉动型 试验（见图2）。当两种试验型式所得结果存在差异时，应以运转型试验为准
N。而未失效时（称为“越出点”)，试验终止并获得轮齿在当 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， ，将孩订 点称为“有效试验点”，否则称为“异常试验点”。 6.2.2试验齿轮的齿根弯曲应力应依根据 和GB/T3480.3按公式（1)计算：
F.KA·K,·K,·KF·K·YF·Ys.YY·Yp
F， 试验齿轮端面内分度圆周上的名义切向力，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； KPa 弯曲强度计算时的齿间载荷分配系数； K 弯曲强度计算时的螺旋线载荷分布系数： YF 齿廓系数： Ys 应力修正系数： Y 弯曲强度计算时的螺旋角系数； Y 轮缘厚度系数； YT 齿高系数； SZG 6 工作齿宽，单位为毫米（mm）； m 法向模数，单位为毫米（mm）； YsT 与标准试验齿轮尺寸有关的应力修正系数； YarelT 相对齿根圆角敏感系数； YRelT 相对齿根表面状况系数； Yx 弯曲强度计算的尺寸系数
线位置施加设定的脉动载荷，循环一定次数直至齿根 出现弯曲疲劳失效或越出时，试验终止并获得轮齿在该试验应力下的一个寿命数据。 .3.2试验齿轮不作啮合运转，载荷仅施加在试验轮齿上，每个试验齿轮可得若干试验点，但所选取的 式验轮齿与承受过载荷的轮齿（包括支撑齿）至少应间隔一个轮齿
F,·YFE·YSE·Y·YR b.m.Ysr.YarelT.YRrelTYx （2 (l r)o"F FF: (3 aF 1 7 o±350
脉动加载状态下循环特性系数r≠0时的齿根应力，单位为牛顿每平方毫米（N/mm）； 经过适当修正后循环特性系数r二0时的齿根应力，单位为牛顿每平方毫米（N/mm"）； YFE 载荷作用于E点时的齿廊系数，见GB/T3480.3；E点的确定见附录A； YsE 载荷作用于E点时的应力修正系数，见GB/T3480.3； 齿轮材料的抗拉强度，单位为牛顿每平方毫米（N/mm"）； 厂 循环特性系数，在试验期间要求为一常数，且产≤0.05。
F 脉动加载状态下循环特性系数r≠0时的齿根应力，单位为牛顿每平方毫米（N/mm）； F 经过适当修正后循环特性系数r二0时的齿根应力，单位为牛顿每平方毫米（N/mm"）； YFE 载荷作用于E点时的齿廊系数，见GB/T3480.3；E点的确定见附录A； YsE 载荷作用于E点时的应力修正系数，见GB/T3480.3； 齿轮材料的抗拉强度，单位为牛顿每平方毫米（N/mm）； 循环特性系数，在试验期间要求为一常数，且广≤0.05
齿轮弯曲疲劳试验有 且法、少点组合法、升降变载法、阶梯增载法等
7.4.1该法是给定循环次数后，在预估疲劳极限应力l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根弯曲疲劳极限应力rim 7.4.2试验时，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。试验过程通常取 个～6个应力级，相邻应力级的差值宜取△o=（0.04～0.06)om，考虑试验周期，所需试验点总数不宜 少于20个。最后的有效试验点后的预测点应与第一个有效点应力水平同级。见图5。
GB/T142302021
劳极限应力。该法特别适用于不同材料、不同工艺、不同齿根形貌下，试验齿轮弯曲疲劳性能的快速对 比试验。当已有试验数据较多时，该法也可用于齿根弯曲疲劳极限应力のFlim的大致测定。 7.5.2试验时，首先预估疲劳极限应力im，以初始应力级;～6为起点以阶梯增载的方式进行疲 劳试验，每一应力级6;加载n次循环后观察损伤情况，如未到达设定的失效判据，则进人下一应力级 i+1=；十△o继续试验，直至失效。见图6。应注意，在最后的应力级下，试验齿轮不应出现除弯曲 疲劳外其他形式的损伤
标引序号说明： ra—静强度最大齿根弯曲应力 m预估疲劳极限应力。
本文件不排斥其他的试验方法，但该方 数理统计的要求，并与试验委托方或数据便 用方达成一致。例如采用正交法进行对比试 对比因素至少应有3个试验点。
7.7各种试验方法的比较
同的试验方法所得到的处理结果和占用的试验周期
8.1.2.1设备要求
1.2.1.1主要性能与精度
应具有静载荷试验和动载荷试验控制方式，在施加和卸除载荷的过程中应平稳，无冲击和振动 现象； b） 应具有载荷、加载频率和循环次数的指示和记录装置： C 在加载范围的5%100%内，静载荷示值的相对误差应不大于土1%，动载荷示值的相对误 差应不大于士3%： 频率计、计数器最大记录误差应不大于0.1%。
8.1.2.1.2使用前应做以下准备
8.1.2.2夹具要求
夹具的设计应根据试验要求及试验齿轮参数确定（见附录A），并满足以下要求： 具有足够的刚度，并能可靠地支承试验齿轮 D 保证载荷作用在轮齿接近齿顶的有效渐开线的齿面上，并能确定载荷作用点E的准确位置； 保证施加在轮齿上的载荷作用线与试验齿轮基圆相切； d 保证载荷沿螺旋线方向均匀分布，可通过加载头柔性化设计、支撑机构自适应设计和严格调 实现，并通过压痕观察、断痕形貌观察或加载头应变测试进行验证； e） 加载头的宽度大于试验齿轮齿宽，硬度高于试验齿轮齿面硬度
3.2.1.1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，=2mm~6mm，精度 应满足GB/T10095（所有部分）规定的5级～7级，基本齿廓应符合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点蚀或胶合现象。 3.2.1.2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，齿廓渐开线与齿根过渡曲线连接处不应出现磨削台阶（特别进行磨削台阶影响弯曲疲劳试验 时除外）；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
计、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）。应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 合理规范，详见表4。 对于脉动型试验，当试验齿轮与加载头有干涉时，允许对非加载轮齿部分去除，去除位置不超过渤 开线起始圆。
表4关于试验齿轮的技术要求
试验中若出现下列情况之一时，应判定轮齿因弯曲疲劳而失效：
10.1.1确定试验目的，根据试 方法。 10.1.2清洗试验齿轮后目测检查，齿根过渡曲线不得有加工刀痕或其他形式的损伤，然后应对试验齿 轮及其轮齿进行编号。 10.1.3对试验机进行校核。 10.1.4按试验机和夹具要求安装试验齿轮
方法。 0.1.2清洗试验齿轮后目测检查，齿根过渡曲线不得有加工刀痕或其他形式的损伤，然后应对试验齿 轮及其轮齿进行编号。 0.1.3对试验机进行校核。 10.1.4按试验机和夹具要求安装试验齿轮
10.2.1进行空载/小载荷试运行，观察运行情况，检查接触斑点或压痕，保证螺旋线方向受载均匀。 10.2.2对于运转型试验，以低于预估弯曲疲劳极限应力50%的载荷值进行一定次数的跑合试验。 10.2.3根据第7章要求，划分试验应力级，对每个应力级进行1个或2个试验点的验证试验，以判定 应力级设置的合理性
10.2.1进行空载/小载荷试运行，观察运行情况，检查接触斑点或压痕，保证螺旋线方向受载均匀 10.2.2对于运转型试验，以低于预估弯曲疲劳极限应力50%的载荷值进行一定次数的跑合试验。 10.2.3根据第7章要求，划分试验应力级，对每个应力级进行1个或2个试验点的验证试验，以判定 应力级设置的合理性
对于运转型试验：当出现轻微点蚀、正常磨损、轻微胶合等现象，应仔细记录这些变化，评估 对弯曲疲劳试验的影响，并改善润滑及运转条件，消除或减缓非弯曲疲劳损伤的发展；当出现 中等或严重磨损、胶合或点蚀时，应判为非弯曲疲劳失效，该数据不应作为试验点。 对于脉动型试验：应注意加载压头塑性变形或微动磨损对载荷施加的影响，及时更换压头。 10.3.4准确记录试验循环次数，保留试验齿轮及 断齿残片，以备进行失效分析
10.4试验点的补充与剔除
10.4.1.1使用常规成组法时，同一应力级的试验点做完后应进行分布检验。如果分布函数的线性相关 系数不能满足最小值要求（见11.1.3），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 式验点数。 10.4.1.2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 吴差宜小于0.5%。若稳定误差不能满足要求，应补充试验点。 10.4.1.3使用其他试验方法时，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
正态分布，宜采用肖维涅准则、格拉布斯法等。 10.4.2.2当某一试验点的循环次数按照10.4.2.1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。 10.4.2.3当某一试验点的循环次数按照10.4.2.1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。 结合齿根断口形貌，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。
11试验数据的统计处理
11.1常规成组法和少点组合法
11.1.1给定应力级下寿命的概率分布
5)或公式（6）： )王都山点时
b）有越出点且失效试验点数为r时： NLI≤NL2≤≤NL≤NLr 11.1.1.2对于某一寿命值N.的寿命经验分布函数的表达见公式(7)
1.1.2寿命分布函数假设
一般采用止态分布、对数止态分布或三参数威布尔分布进行分布检验，确定分布函数。三种分布函 效的表达见公式（9）～公式（11）： 正太分布
公式（9）～公式（11)中： N 齿根应力循环次数； N 正态分布函数母体平均值； ON 正态分布函数母体标准差； PlnN 对数正态分布函数母体对数平均值； OInN 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； 威布尔分布函数的尺度参数； 威布尔分布函数的位置参数，当=0时，公式(11)简化为两参数威布尔分布函数
11.1.3寿命分布函数拟合与优度检验
当按照对数正态分布拟合时.应按照公式（13）计算
当按照威布尔分布拟合时，应按照公式（14)计算：
11.1.3.2分布函数的线性相关系数应满足线性相关系数临界值的要求。当线性相关系数最小值同日
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： 一对于正态分布，计算见公式（15）：
Ni.R=n(In)+
公式（19）～公式（22）中： NiOr、Yarln的下标j表示静强度时的值，见图7
公式（19）～公式（22）中： NiOm、Yam的下标i表示静强度时的值，见图7
.2.3应力平均值和标准偏差的估计值的计算见公式（24）～公式（29）： 一平均值
公式（24)～公式（26)中 Ao应力增量：
μ。=0。 + A(±)
应包括以下内容： a）试验目的及要求； b）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； ）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； 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。
齿轮弯曲脉动试验分为单齿加载和双齿加载两种形式。因能量相对集中，宜采用单齿加载形式 无论哪种形式，夹具设计时都应符合8.1.2.2的规定。 人2裁荷作用占F的位置计管
GB 5009.230-2016 食品安全国家标准 食品中羰基价的测定A.2载荷作用点E的位置计算
A.2载荷作用点E的位置计算
1.2.1.1载荷作用点E的位置应靠近齿顶在有效渐开线齿面上，如图A.1和图A.2。安装计算前，应 先得到E点的所在圆的半径rE和压力角αE。 A.2.1.2如果将试验齿轮的轮齿支撑在夹具上（如图A.1)，支撑齿的支撑点高度H的计算见公式 （A.1）：
氏中 h，一一试验齿轮中心线高度，单位为毫米（mm）； h2—载荷作用点E到试验齿轮中心的垂直高度，单位为毫米（mm）； W过载荷作用点E的公法线长度，单位为毫米（mm）； 一载荷作用点E的圆半径，单位为毫米（mm）； 载荷作用点E处的压力角，单位为度(°)或弧度（rad)
图A.1依靠试验齿轮轮齿支撑的加载夹具
图A.1依靠试验齿轮轮齿支撑的加载夹具示意
A.2.1.3如果将试验齿轮的整体夹紧在夹具上（如图A.2），受压齿的受力点高度H的计算见公式 （A.2）：
图A.2将试验齿轮夹紧固定的加载夹具示意
对于双齿加载形式，一旦齿轮几何参数确定，载荷作用点E点就是确定的GB 1094.16-2013 电力变压器 第16部分 风力发电用变压器，其计算过程见公式 A.3)~公式（A.5)： 一路数