ICS_21.200 J 17
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T3480.6—2018/ISO6336-6:2006
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
Calculation of load capacity of spur and helical gears- Part 6:Calculation of service life under variable load
（ISO6336-6:2006,IDT)
2019-07-01实施
2018-12-28发布
国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会
发布 GB/T3480.6—2018/IS06336-6:2006
目 次
前言范围规范性引用文件
2
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 4.4 Palmgren-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T来确定使用系数KA 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
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23 GB/T3480.6—2018/ISO6336-6:2006
前 言
GB/T3480《直齿轮和斜齿轮承载能力计算》拟包含下列5部分：
第1部分：基本原理、概述和通用影响系数；第2部分：齿面接触疲劳（点蚀）强度计算；
一第3部分：轮齿弯曲强度计算；一第5部分：材料的强度和质量：
第6部分：变载荷条件下的使用寿命计算。 本部分为GB/T3480的第6部分本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本部分使用翻译法等同采用ISO6336-6：2006《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》。
本部分纳人了ISO6336-6：2006/Cor.1：2007的技术勘误内容，这些内容涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置的垂直双线（Ⅱ）进行了标示。
本部分还做了下列编辑性修改：
将ISO6336-6：2006中A.2末段的"A.2.2”改为"A.3.2”；将ISO6336-6：2006中C.6第一段的ISO6336-2：2006的5.3.3.2”改为“ISO6336-2：2006的 5.3”; 将ISO6336-6：2006中C.8第一句的“图7”改为“图4”；
-
一
—将ISO6336-6：2006/Cor.1：2007中的"N"改为"N,"（两处）；
将图C.1中Y，最下方的"800"改为"200”。 本部分由全国齿轮标准化技术委员会（SAC/TC52)提出并归口。 本部分起草单位：郑州机械研究所有限公司、郑州中机轨道交通装备科技有限公司、中山市技佳传
-
动科技有限公司、大连创新齿轮箱制造有限公司、江苏省减速机产品质量监督检验中心、郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司、重庆大学。
本部分主要起草人：刘忠明、周长江、王志刚、刘世军、李清、裴帮、林太军、杨寿夜、管洪杰、陆军、 刘小中、全奎德、丁军、张元国、陈兵奎、范瑞丽、王天翔、余飞鹏、曹衍龙、凌四营
1 GB/T3480.6—2018/ISO6336-6:2006
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
1范围
GB/T3480的本部分规定了变载荷条件下，齿轮使用寿命（或要求寿命的安全系数）的计算标准及相关技术资料。GB/T3480规定的直齿和斜齿圆柱齿轮承载能力计算方法，也可适用于其他类似的齿轮。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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
?
GB/T3374.1一2010齿轮术语和定义第1部分：几何学定义（ISO1122-1：1998，IDT） ISO6336-1：2006直齿轮和斜齿轮承载能力计算第1部分：基本原理、概述和通用影响系数
(Calculation of load capacity of spur and helical gears-Part l:Basic principles,introduction and general influence factors)
ISO6336-2：2006直齿轮和斜齿轮承载能力计算第2部分：齿面接触疲劳（点蚀）强度计算 [Calculation of load capacity of spur and helical gearsPart 2: Caleulation of surface durability(pit ting)
ISO6336-3：2006直齿轮和斜齿轮承载能力计算第3部分：轮齿弯曲强度计算（Calculationo
load capacity of spur and helical gearsPart 3:Calculation of tooth bending strength)
3术语、定义、符号和缩略语
ISO6336-1：2006和GB/T3374.1一2010界定的术语、定义、符号和缩略语适用于本文件。
4概述
4.1使用系数
当没有载荷谱可用时，使用系数K。可根据类似机器的经验数据确定。此时，使用系数K。取决于原动机和工作机的运行模式。
K^的取值参见附录B。 4.2 载荷谱与应力载荷谱
运行、启动过程中或在临界转速附近运转时引起的载荷变动，会导致传动系统中轮齿的应力发生变
化。载荷变动的大小和频率，取决于工作机、原动机（或电机)以及传动系统的质量弹力特性。
确定变载荷（或变应力)可用以下方法：
在特定试验机上测出工作载荷；
1 GB/T3480.6—2018/ISO6336-6:2006
参照类似设备和运行模式的载荷谱来确定：根据已知的传动系统的外部激励、质量弹力特性进行模拟计算，并对计算结果进行试验验证。
为了得到用于计算疲劳损伤的载荷谱，可将被测载荷或计算载荷按照数值大小分成若于个等级
每个等级对应了该载荷范围内所记录的载荷循环次数。载荷谱一般可以分为64级，各级区间的大小基本相当，不过通常低载荷级可采用较大的级差，而高载荷级则反之。采用上述分级方法，导致损伤最严重的载荷值将位于很少的几个应力等级内，如此可以使设计的齿轮尺寸尽量小一些。建议载荷谱中包含一个零载荷级，使计算得到的齿轮总运行时间与设计使用寿命相匹配。考虑到一致性，通常序号最小的载荷级对应最大的转矩，这样导致齿轮损伤最严重的载荷会位于载荷谱表的上部。
当后续出现的载荷落在某载荷级区间内，则每个轮齿承受的对应该级的最大载荷的循环次数递增。 表1给出了一个示例，用于说明表2中如何规定转矩级与相应的循环次数。
表1转矩级和循环次数示例：第38级与第39级（见表2）
循环次数n na=237 ng=252
转矩级T;/(N·m） 11 620≤Ts≤12 619 10565≤Tsg≤11619
采用转矩计算轮齿承受的载荷时，应考虑不同转速下的动态效应。 该转矩图谱仅适用于对应的测量或计算时间段。若将该载荷谱外推以计算预期寿命，应考虑到测
出的载荷谱中转矩峰值出现的次数可能不足。这些瞬时转矩峰值会影响齿轮寿命。为了获得最大的载荷峰值，需要延长计算时间段。
与弯曲强度和接触强度相关的应力载荷谱，可以根据载荷（转矩)推算出来抗胶合能力的计算，应考虑转速与载荷的最恶劣组合情况。 齿轮磨损是齿面的持续损伤过程，需要另行考虑，齿根应力也可用应变片在齿根过渡区处测量。在此情况下，应利用这个测量结果计算修正系数，相
关的接触应力也能够利用这个结果计算出来
表2转矩载荷谱举例（为减少级数采用非均匀的级差，参见附录C）
小齿轮
时间
项目
转矩/（N·m）
%
载荷循环次数
最大转矩 25 578 25 501 25 423 25 346 25 268 25 191 25 113 25 028
级号 1 2 3 4 5 6
最小转矩 25 502 25 424 25 347 25 269 25 192 25 114 25 029 24 936
h 0 0
9
0.00 0.00 0.37 0.21 0.13 0.21 0.42 0.21
0 0 14 8 5 8 16 8
0 0 24 14 9 14 28 14
0.006 7 0.003 9 0.002 5 0.003 9 0.0078 0.003 9
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表2（续）
小齿轮
项目级号 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
时间
%
转矩/(N·m) 最小转矩
载荷循环次数
最大转矩 25 935 24 834 24 726 24 609 24 478 24 330 24 168 23 989 23 796 23 579 23338 23 075 22 788 22 478 22137 21 765 21 362 20 928 20 463 19 959 19 416 18 835 18 215 17 556 16 851 16 099 15 301 14 456
h 0.002 5 0.005 3 0.0078 0.009 2 0.006 7 0.006 7 0.005 3 0.007 2 0.014 4 0.013 1 0.017 2 0.024 4 0.0183 0.045 3 0.050 0 0.0231 0.055 6 0.058 9 0.028 9 0.0661 0.070 3 0.055 6 0.057 2 0.082 5 0.087 8 0.0928 0.0978 0.076 1
s 9 19 28 33 24 24 19 26 52 47 62 88 66 163 180 83 200 212 104 238 253 200 206 297 316 334 352 274
24 835 24 727 24 610 24 479 24 331 24 168 23990 23 796 23 579 23 339 23 076 22 789 22 479 22 138 21 766 21 363 20 929 20 463 19960 19 417 18 836 18 216 17 557 16 851 16 100 15 301 14 456 13 565
L 11 16 19 14 14 11 15 31 28 36 52 39 96 106 49 117 124 61 140 148 117 121 174 185 196 207 161
0.13 0.29 0.42 0.50 0.37 0.37 0.29 0.39 0.81 0.73 0.94 1,36 1.02 2.51 2.77 1.28 3.05 3.24 1.59 3.65 3.86 3.05 3.16 4.46 4,83 5.11 5.40 4.20
3 GB/T3480.6—2018/IS06336-6:2006
表2（续）
小齿轮
项目级号 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
时间
%
转矩/(N·m)
载荷循环次数 168 237 252 263 275 178 103
最大转矩 13 564 12 619 11 619 10 565 9 456 8 294 7 069 5 782 4 434 3 023 1 550
最小转矩 12 620 11 620 10 565 9 457 8 294 7 070 5 783 4 434 3 024 1 551
h 0.079 4 0.112 2 0.119 2 0.124 7 0.130 0 0.084 2 0.048 9 0.0033
s 286 404 429 449 468 303 176 12 0 0 0
4.38 6.18 6.58 6.86 7.18 4.65 2.69 0.18 0.00 0.00 0.00 0.00 100.0
7 0 0 0 0 3 832
0 0 0
1 0
1 678.2 1 680
0 总值≥
6 041 469 6 048 000
10次升降；假设小齿轮在35.2r/min转速下每周升降1次
4.3 使用寿命的计算方法
使用寿命计算的理论依据为，每次载荷循环(或每转)均对齿轮造成损伤。其损伤程度取决于应力水平，低应力水平下可认为损伤为零
所谓齿轮弯曲或接触疲劳的计算寿命，是指齿轮对抗因累积损伤而致失效的能力。 疲劳寿命计算时，需要用到： a) 应力载荷谱； b) 材料疲劳特性； c) 累积损伤计算方法。 应力载荷谱在5.1中论述基于材料疲劳特性的强度值，可从适用的S-N曲线中提取。为了得出一条S-N曲线，需要用多个
试件在同一应力水平下进行反复加载试验，直至试件失效。通过对数据在特定失效概率下进行统计分析，得到该应力水平下试件失效的循环次数。然后，还要在不同应力水平下重复上述过程。
图1展示了累积应力载荷谱的示例。图2展示了累积接触应力载荷谱，并叠画上了材料的疲劳 S-N曲线。
应力载荷谱分析用到了线性、非线性及其他方法，更多的资料见参考文献。
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