【正文】 安全系數(shù)的取值卻有鑄鍛之別。 彎曲疲勞極限值的分析比較 圖 920 是 ISO 和 AGMA 的球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵和灰鑄鐵的 limF? HB 線圖。在數(shù)理統(tǒng)計(jì)上，平均值得可靠度為 50%，因此可以認(rèn)為 OCT? 的 bFlim? 的失效概率為 50%。會(huì)田俊夫還用 0m （ =脈動(dòng)壓縮極限 /脈動(dòng)拉伸極限）與 r） =壓縮側(cè)彎曲應(yīng)力 /拉伸側(cè)彎曲應(yīng)力）的相對(duì)關(guān)系來(lái)區(qū)別各種齒輪彎曲破壞的情況。如果取壽命系數(shù)為 1，安全系數(shù)為 1，過(guò)載、使用系數(shù)為 1，則各家用實(shí)驗(yàn)確定的彎曲疲勞極限值得計(jì)算式如下。 比較彎曲疲勞極限值的前提條件 目前，齒根彎曲應(yīng)力 F? 和一定材料的許用彎曲應(yīng)力或彎曲疲勞極限 limF? 與接觸應(yīng)力一樣，也屬于“比較應(yīng)力”范疇。因 此， JGMA 的數(shù)據(jù)比較集中，很便于實(shí)際中采用，可以說(shuō)， JGMA 給出的氮化齒輪 limH? 值時(shí)比較完善的。但 的試驗(yàn)研究表明：對(duì)感應(yīng)淬火齒輪，其抗點(diǎn)蝕和抗磨損性能受表面硬度的影響很大，而幾乎不受試驗(yàn)中合金元素種類(lèi)和含量的影響。 OCT? 取值接近于 ISO 下限，而 AGMA 超過(guò) ISO 值甚多，硬度越高，這種差別越大?；诣T鐵也有類(lèi)似情況。 為了看到 ISO、 AGMA、 OCT? 和 JGMA 給出的原始接觸疲勞極限 值得概貌，現(xiàn)在暫不考慮前提條件，按照不同材料和熱處理分別作圖比較如下。相反，如果齒面允許有較大的點(diǎn)蝕面積率，即允許齒面有較大的失效概率，則安全系數(shù)可選擇較小一些（有時(shí)可小于 1）。 對(duì)于氮化和滲碳淬火齒輪，以及在有較大齒距誤差時(shí)，點(diǎn)蝕坑只在少數(shù)齒上出現(xiàn)，這時(shí)的失效判據(jù)可取單齒面積率 或取大小齒輪點(diǎn)蝕面積率之和 其極限循環(huán)次數(shù)可取表 94 中 ISO（ GB)的 ?N 值。其中，以采用點(diǎn)蝕面積率的為多，但其具體數(shù)據(jù)上有差別。根據(jù)目前 ISO 中給出的 LZ VZ , RZ 的數(shù)據(jù)來(lái)看，是否考慮潤(rùn)滑因素的影響，可以使 limH? 與 aeS 之間產(chǎn)生約 1520%的誤差，這是值得重視的。有了轉(zhuǎn)矩 T（或分度圓上圓周力、節(jié)圓上圓周力或單位齒寬上的圓周力等），就可以用一定的公式計(jì)算出該齒輪所受的接觸應(yīng)力 H? 或壽命為 N 的條件疲勞極限 HN? ，然而此H? 和 HN? 值 將隨所使用的計(jì)算公式的不同而又很大差別。其二是試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足，因而使各家根據(jù)有限的試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的回歸曲線差別很大。在處理上，只要是 SN 在坐標(biāo)紙上具有線性關(guān)系，那么任何 ?N 下的極限值都可通過(guò)外延法得到。目前，世界各國(guó)的齒輪承載能力計(jì)算法中之所以采用冪函數(shù)式，主要是由于它的表達(dá)式比較簡(jiǎn)單，?? ?? ?? Nlog baS ?? log 北京航空航天大學(xué) 第 10 頁(yè) 并且也比較符合疲勞試驗(yàn)結(jié)果的緣故。以上，都是對(duì)中間曲線而言的。 上式的壽命吸收也可理解為試驗(yàn)齒輪在有限壽命下的疲勞極限和無(wú)限壽命時(shí)的疲勞極限的比值，即 ZN（或 YNT ） = ISO 的疲勞曲線采用了包括 N=1 的 PSN 曲線（取失效概率 P= ）。近年來(lái)在閉式傳動(dòng)中 , 采用球墨鑄鐵 QT600) QT500) 7 代替鑄鋼制造齒輪的趨勢(shì)越來(lái)越大。近十幾年來(lái) , 隨著鑄造技術(shù)的發(fā)展 , 鑄造精度有了很大的提高 , 某些鑄造齒輪已經(jīng)可以直接用于具有一定傳動(dòng)精度要求的機(jī)械中。對(duì)于中等承載能力的高精度 齒輪 , 也可選用 38CrM nA l等 專(zhuān)用滲氮鋼 , 進(jìn)行滲氮處理。 中等承載能力的齒輪 這類(lèi)齒輪的代表是金屬切削機(jī)床齒輪。滲碳齒輪一般采用合金滲碳鋼 , 而不采用碳素鋼 , 因?yàn)樘妓劁摑B碳后淬火時(shí)要用水作淬火劑 , 變形量大。 鍛鋼 鍛鋼應(yīng)用最廣泛 , 通常重要用途的齒輪大多采用鍛鋼制作。每種材料和熱處理狀況的疲勞極限最好通過(guò)齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)齒輪的尺寸應(yīng)盡可能地同計(jì)算齒輪的條件相類(lèi)似。這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)齒輪承載能力的不同 , 合理選擇材料和毛坯及熱處理工藝 , 并制定相應(yīng)的 工藝路線 , 用最經(jīng)濟(jì)的辦法最大限度地發(fā)揮材料的潛能 , 做到物盡其用。 關(guān)鍵詞： 齒輪材料 ， 熱處理 ，疲勞極限， 壽命系數(shù) 北京航空航天大學(xué) 第 III 頁(yè) The material, life factor and ultimate stress of gear Abstract The gear is one of the most widely used parts in mechanical transmission, and the state of forces it suffers in the work is more plicated. In the manufacturing process of gears, the rational choice of material and heat treatment process is a necessary guarantee to improve the bearing capacity and extend the life. Choosing the rational life factor is very important. In this paper, material selection and heat treatment process of gears, as well as different calculation methods of standards monly used in life factor are analyzed. Key words: material of gears， heat treatment， fatigue limit， life factor 北京航空航天大學(xué) 第 IV頁(yè) 目錄 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 齒輪的材料和熱處理 ...................................................................................................................................................1 齒輪的壽命系數(shù) ...........................................................................................................................................................1 齒輪的疲勞極限 ...........................................................................................................................................................1 2 齒輪的材料和熱處理 .......................................................................................................... 3 鍛鋼 ...............................................................................................................................................................................3 高承載能力的重要齒輪 ..................................................................................................................................3 中等承載能力的齒輪 ......................................................................................................................................4 較低承載能力的齒輪 ......................................................................................................................................4 鑄鋼 ...............................................................................................................................................................................5 鑄鐵 ...............................................................................................................................................................................5 有色金屬 .......................................................................................................................................................................5 非金屬材料 ........................................................................