GB T39545.1-2022闭式齿轮传动装置的零部件设计和选择 第1部分:通用零部件.pdf

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标准编号:GB T39545.1-2022
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标准类别:国家标准
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GB T39545.1-2022标准规范下载简介

GB T39545.1-2022闭式齿轮传动装置的零部件设计和选择 第1部分:通用零部件.pdf简介:

GB/T 39545.1-2022是中国国家标准,全称为"闭式齿轮传动装置的零部件设计和选择 第1部分:通用零部件简介"。这个标准主要规定了闭式齿轮传动装置的设计和选择过程中,关于通用零部件的基本要求、设计原则、选型方法和性能指标等内容。

闭式齿轮传动装置是机械传动系统中常见的一种形式,广泛应用于各种机械设备中,如汽车、农机、工业设备等。通用零部件包括齿轮、轴承、轴、箱体、密封件、润滑系统元件等基础部件,它们的质量和设计对传动装置的整体性能有重要影响。

该标准旨在提供一套科学、合理、经济的零部件选择指南,确保闭式齿轮传动装置的可靠性和耐用性。它涵盖了零部件的材料、尺寸、精度、疲劳强度、热处理、表面处理等方面的要求,并对设计人员和制造商在实际应用中提供了指导。

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式中: 9。一一危险应力单元所在角度,单位为弧度(rad)。 用9。值分别计算对应的应力幅αa和tar,按式(34)计算简化情况下的冯·米塞斯(VonMises)交 变应力应力幅的最大值;按式(38)计算简化情况下的冯·米塞斯(VonMises)总应力的最大值。 total =[(omz +0ax)2 + 3 (↑mzr + Tazx)2 J0.5 (38) 由精确分析可知,冯·米塞斯(VonMises)交变应力应力幅和总应力最大值对应的角度不同,但相 差很小,推荐使用上述。的值。 式(34)式(35)和式(38)的值可用于式(17)~式(19)中

式中: 9。一一危险应力单元所在角度CJJ∕T 290-2019 城市轨道交通桥梁工程施工及验收标准,单位为弧度(rad)。 用θ。值分别计算对应的应力幅αa和tar,按式(34)计算简化情况下的冯·米塞斯(VonMises)交 变应力应力幅的最大值;按式(38)计算简化情况下的冯·米塞斯(VonMises)总应力的最大值。 total =[(omz +0az)2 + 3 (tmzr + Tazx)J0.5 ·(38 由精确分析可知,冯·米塞斯(VonMises)交变应力应力幅和总应力最大值对应的角度不同,但相 差很小,推荐使用上述。的值。 式(34)、式(35)和式(38)的值可用于式(17)~式(19)中

5.4.5轴材料疲劳强度的修正

5.4.5.1修正疲劳强度(c,)

由于材料的加工状态、环境条件和使用工况等对疲劳强度有很大影响,所以对特定的轴,其材 本疲劳强度(c)应按式(39)进行修正

修正疲劳强度,单位为牛每平方毫米(N/mm²); Gte——无缺口抛光试样基本疲劳强度,单位为牛每平方毫米(N/mm),无明确的标准或测试数据 时,可按式(52)计算; 疲劳强度修正系数,按式(40)计算。 k=kakekekakektkg 式中: 表面状态系数,见5.4.5.2; 尺寸系数,见5.4.5.3; k。 可靠度系数,见5.4.5.4; kd一 温度系数,见5.4.5.5; k。 寿命系数,见5.4.5.6; K 应力集中修正系数,见5.4.5.7; k 其他影响系数,见5.4.5.8,

5.4.5.2表面状态系数(k)

表面状念系数(,)是考愿 面粗糙度和纹理与抛光的试样不同对疲劳强度影响的修正系 数。k。可按式(41)计算,也可由图5查取

衣值态系数(,)是考抽的: 度和纹理与抛光的试样不同对疲劳强度影响的修正系 数。k。可按式(41)计算,也可由图5查取

式中: A、B—计算参数,数值见表3; 抗拉强度,单位为牛每平方毫米(N/mm²)。

式中: A、B—计算参数,数值见表3; 抗拉强度,单位为牛每平方毫米(N/mm²)。

表3表面状态系数(k)的计算参数

5.4.5.3尺寸系数(k,)

图5表面状态系数(k)

数(k)是考虑随着轴直径增大,出现疲劳原始缺陷的可能性增大对疲劳强度影响的修正系 式(42)计算,也可由图6查取。

尺寸系数(k)是考虑随着轴直径增大,出现疲劳原始缺陷的可能性增大对疲劳强度影响的修正系 数,k,可按式(42)计算,也可由图6查取。

5.4.5.4可靠度系数(k。)

k。=0.512 1n 4 R +0.508 43

图7可靠度系数(k,)

图7中数据和式(43)对应于标准偏差是平均值的8%的正态分布。 可靠度系数由期望的可靠度水平和试验数据的离差确定,能够表明给定材料试样试验数据的变动 和离散程度。除非特别约定,一般取k。=0.817(可靠度99%)。 注:对于高可靠度(大于99%),可靠性系数对假定故障分布非常敏感。图7中数据和式(43)的计算结果可能仅为 实际可靠性的近似值。

图7中数据和式(43)对应于标准偏差是平均值的8%的正态分布。 可靠度系数由期望的可靠度水平和试验数据的离差确定,能够表明给定材料试样试验数据的 1离散程度。除非特别约定,一般取k。=0.817(可靠度99%)。 注:对于高可靠度(大于99%),可靠性系数对假定故障分布非常敏感。图7中数据和式(43)的计算结果可能 实际可靠性的近似值。

5.4.5.5温度系数(k.)

温度系数(k。)是考虑工作温度对钢材疲劳极限影响的系数。极端的工作温度影响钢材的疲劳极

温度系数(k。)是考虑工作温度对钢材疲劳极限影响的系数。极端的工作温度影响钢材的疲劳极

GB/T39545.1—2022

此时: k。=1.0。工作温度超出该范围时,疲劳强度数据应通过试验确定 当工作温度较高导致材料回火,应考虑硬度和强度的损失

5.4.5.6寿命系数(k)

寿命系数(k。)是考虑特定循环次数对钢材的疲劳极限影响的系数,定义为无缺口抛光试样在特定 次数下的疲劳强度与基本疲劳强度之比,按式(44)计算。寿命系数随着应力循环次数的减小而均 在应力循环次数小于10°时大于1

图中的数据基于以下假设:塑性材料,10°次应

图810°次应力循环的疲劳强度比例系数(f)与抗拉强度的关系

5.4.5.7应力集中修正系数(k)

应力集中修正系数(k)是考虑应力集中对钢 影响的修止系数。应力集中修正系数的获 取方式有2种:键连接、过盈配合连接等连接处的应力集中修正系数采用经验值;轴肩、U型槽和径向孔 的应力集中修正系数按公式计算或由图线查出,

4.5.7.2轴与轮毂配合连接处的应力集中修正系

轴与轮毂的连接有键连接、无键过盈配合连接和有键过盈配合连接3种典型方式,各方式轴的应

中修正系数(k)确定方法如下。 a)键连接 采用普通键连接时,轴与轮毂配合的过盈量较小,过盈配合产生的应力集中可以忽略不计。表 4给出了实心圆钢轴标准键槽处的典型应力集中修正系数(k)。键槽比例、圆角、轴尺寸和配 合变化均会显著影响kt数值的大小。空心轴受壁厚减小和壁厚与键槽深度比两重因素的影 响,很难给出应力集中修正系数(k,)的典型值,需要时应做更详细的分析。

表4实心圆钢轴的标准键槽处典型的应力集中

注:应力计算时忽略键槽尺寸对截面模量的影

无键过盈配合连接 过盈配合区域可能有微动磨损增加疲劳故障的可能性。过盈配合疲劳应力修正系数受过盈 量大小等众多因素的影响,变化范围较大,通常取k:=0.50。 有键过盈配合连接 有键过盈配合连接时,键槽和过盈配合的应力集中叠加,kt典型值在0.33~0.4范围内。 应力集中系数叠加时,首选试验验证。在未经验证的情况下,应当使用较小值

5.4.5.7.3轴肩、U型槽和径向孔处应力集中修1

5.4.5.7.3.1基本公式

q 一缺口敏感度,见5.4.5.7.3.2; k,理论弯曲应力集中系数,见5.4.5.7.3.3。 k,是考虑各种类型应力(弯曲、拉伸、扭转等)综合作用的理论应力集中系数。在闭式齿轮传动装 置轴的各种应力中,通常弯曲应力较大,许多工况的综合作用应力集中系数与单一弯曲应力集中系数很 接近,故本文件用理论弯曲应力集中系数(Kk,)代替综合作用理论应力集中系数。 当需要较高设计精度时,设计者应分析以上假设带来的偏差,并结合经验、试验和更专业的分析纠 正设计偏差。

5.4.5.7.3.2缺口敏感度()

缺口敏感度(q)是考虑在缺口处低强度钢没有高强度钢对疲劳敏感的因素。 表面硬化钢取q=0.9。 塑性整体率火钢轴(延伸率≥10%)的g值可按式(46)计算,也可由图9查出。

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式中: 一缺口半径,单位为毫米(mm)

Rm = ..(46

5.4.5.7.3.3理论弯曲应力集中系数(k,

4.5.7.3.3理论弯曲应力集中系数(k,)

图9塑性整体淬火钢的缺口敏感度(q)

本条给出弯曲条件下,圆轴的直角轴肩处、 U型槽处和径向孔处等三种典型应力集中情况下理论 弯曲应力集中系数(k,)的计算方法, a)圆轴直角轴肩处的理论弯曲应力集中系数(k,)可按表5的公式计算,也可由图10查出

表5弯曲条件下圆轴的 应力集中系数(k,)的计算式

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弯曲条件下圆轴的直角轴肩处理论弯曲应力集

b)圆轴U型槽处的理论弯曲应力集中系数(k,)可按表6的公式计算,也可由图11查出。

【浙江省】《建筑工程建筑面积计算和竣工综合测量技术规程DB33/T 1152-2018》1弯曲条件下圆轴的U型槽处理论弯曲应力集

c),圆轴径向孔处的理论弯曲应力集中系数(,)可按表7的公式计算,也可由图12查出 表7弯曲条件下圆轴径向孔处理论弯曲应力集中系数(k,)的计算式

c),圆轴径向孔处的理论弯曲应力集中系数(,)可按表7的公式计算,也可由图12 表7弯曲条件下圆轴径向孔处理论弯曲应力集中系数(k)的计算式

5.4.5.8其他影响系数(k,)

图12弯曲条件下圆轴径向孔处理论弯曲应力集中系数(k,)

轴的疲劳失效经常发生在应力最大的表面或亚表面,某些工艺处理或工作条件所形成的表面状态 对轴的疲劳寿命具有重要影响,对这些影响的修正系数统称为其他影响系数(k。)。 常见的影响因素有以下四类: 残余应力(如滚压、抛丸和焊接); 热处理(如表面硬化和脱碳); 一腐蚀(应力腐蚀裂纹和微动磨损); 电镀和表面涂层。 当不存在以上4种因素的影响,或者对其他各种各样的影响已做过耐久性分析时,可取k。=1。 当存在以上4种因素中的某种影响,且缺少经验数据时,最好模拟实际操作环境中轴的状态进行疲 劳测试。当不具备测试条件时,可根据表8已公布的k,数据参考范围取值。 各因素的影响程度和有关加工工艺过程的质量控制水平密切相关。当缺少验证和使用经验时,k。 应取下限值,当工艺成熟稳定、经过验证和积累一定的使用经验时CJJ∕T 157-2010 城市三维建模技术规范,k。可取较高的值。如新发现有对疲 劳强度造成负面影响的其他因素,或已采用可增强疲劳强度的新工艺,设计者应予以识别,必要时进行 试验验证,并在设计中考虑这些影响

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表8疲劳强度其他影响系数(k,)值的参考范国

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