5 應(yīng)用
5.1方法
5.1.1通則
GB/T10062主要用于計(jì)算從圖紙或測(cè)量（重新計(jì)算）中獲得必要數(shù)據(jù)的錐齒輪。在初步設(shè)計(jì)階段，所獲得的數(shù)據(jù)是有限的，對(duì)于某些系數(shù)可采用近似或經(jīng)驗(yàn)的數(shù)值。此外，在某些應(yīng)用場(chǎng)合或粗略計(jì)算中，某些系數(shù)可設(shè)定為“1”或某個(gè)常數(shù)。但此時(shí)應(yīng)選用保守的安全系數(shù)（見5，2）。無(wú)論何種情況，如果A、B、C法的結(jié)果不一致，則優(yōu)先選擇實(shí)際尺寸、全負(fù)荷試驗(yàn)。如果A法的精確度與可靠度已被證明，與B法的比較優(yōu)先選用A法，同樣B法與C法比較則優(yōu)先選用B法。
5.1.2實(shí)際尺寸、全負(fù)荷試驗(yàn)
齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)際尺寸、全負(fù)荷的試驗(yàn)是預(yù)測(cè)整個(gè)齒輪系統(tǒng)性能（齒輪承載能力）的最有效的方法。試驗(yàn)方法不需要用A、B、C法中任一中計(jì)算來(lái)校驗(yàn)。然而對(duì)于錐齒輪，習(xí)慣上用B法或C法進(jìn)行初始設(shè)計(jì)，然后用試驗(yàn)方法來(lái)改進(jìn)，以達(dá)到最佳的輪齒接觸、工作的平衡性以及調(diào)節(jié)性
5.1.3A法
從其他類似的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行中獲得豐富的經(jīng)驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果或現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的推論中獲得滿意的指導(dǎo)資料。包括在上述推論中的系數(shù)要用精確測(cè)試和傳動(dòng)系統(tǒng)的深入的數(shù)學(xué)分析或運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)等來(lái)評(píng)價(jià)。為使用A法，要知道齒輪載荷的全部數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)要清楚被描述并提供全部數(shù)學(xué)分析與試驗(yàn)的前提條件、邊界條件、影響到結(jié)果的各種特征等。例如，這種方法的精確度要通過(guò)公認(rèn)的齒輪測(cè)試來(lái)證實(shí)。對(duì)于這種方法，用戶和供應(yīng)者協(xié)商一致。
5.1.4B法
從其他類似的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的運(yùn)行中獲得豐富的經(jīng)驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果或現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的推論中獲得滿意的指導(dǎo)資料。推薦本計(jì)算方法用于設(shè)計(jì)方案的比較，此外對(duì)某些系數(shù)給出了近似的方法及其評(píng)價(jià)的相關(guān)假定。對(duì)于給定工作條件下的相關(guān)假定的有效性要予于檢驗(yàn)。
5.1.5C法
在評(píng)價(jià)某些系數(shù)時(shí)，如不能獲得適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)結(jié)果或類似設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，則要采用進(jìn)一步簡(jiǎn)化的計(jì)算方法。上述簡(jiǎn)化方法對(duì)于特定使用條件或某些特定的前提（例如，與驗(yàn)收試驗(yàn)相關(guān)的前提條件）是適用的。
5.2安全系數(shù)
當(dāng)選擇安全系數(shù)時(shí)，允許的齒輪失效概率應(yīng)小心的權(quán)衡，以平衡可靠度與成本之間的關(guān)系。如果在實(shí)際載荷條件下用試驗(yàn)齒輪廂的方法能精確鑒別齒輪的性能，則可采用較低的安全系數(shù)。安全系數(shù)由計(jì)算強(qiáng)度除以工作應(yīng)力來(lái)確定。
除上述總的要求以及與表面接觸疲勞強(qiáng)度（點(diǎn)蝕）和齒根彎曲強(qiáng)度（GB/T 10062.2、GB/T 10062.3）有關(guān)的特殊要求以外，只有當(dāng)仔細(xì)考慮了材料數(shù)據(jù)的可靠度、計(jì)算所用載荷的可靠度后才能確定安全系數(shù)。在給定的失效概率條件下，用于計(jì)算的材料的疲勞極限才是有效的（GB/T8539材料的疲勞極限在失效概率為1％的情況下有效）。當(dāng)安全系數(shù)增加時(shí)，則失效的危險(xiǎn)降低，反之亦然。如果載荷或系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)的響應(yīng)是估算的而不是測(cè)試所得的，則應(yīng)采用較大的安全系數(shù)。
在確定安全系數(shù)時(shí)，要考慮下述的變化：
——由于制造公差引起的齒輪幾何參數(shù)變化；
——對(duì)中度的變化
——由于化學(xué)成分、純凈度與微觀結(jié)構(gòu)的變化（材料質(zhì)量與熱處理）引起的材料變化；
——潤(rùn)滑與齒輪使用壽命期間維護(hù)的變化。
安全系數(shù)取值的合理性取決于計(jì)算中的假定可靠性（例如 ：計(jì)算的載荷假定）以及齒輪本身所要求的可靠性（可能發(fā)生的齒輪失效）。
齒輪產(chǎn)品應(yīng)具有接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SHmin =1，彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)SFmin=1.3(對(duì)弧齒錐齒輪)，SFmin=1.5（對(duì)于直錐齒輪或βm≦5°的斜齒錐齒輪）。
對(duì)于點(diǎn)蝕損壞與斷齒的最小安全系數(shù)，供應(yīng)者與用戶協(xié)商一致。
5.3強(qiáng)度系數(shù)
5.3.1試驗(yàn)
對(duì)齒輪箱的性能的考驗(yàn)，最有效的方法是實(shí)際尺寸、全負(fù)荷的試驗(yàn)。這個(gè)方法受到高成本的限制。當(dāng)類似的設(shè)計(jì)有豐富的經(jīng)驗(yàn)并能獲得有關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，那么可從上述試驗(yàn)與數(shù)據(jù)中通過(guò)推斷分析獲得滿意結(jié)果。另一方面，當(dāng)不能獲得適用的測(cè)試數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)保守的選取強(qiáng)度系數(shù)值。
5.3.2制造公差
強(qiáng)度核算各系數(shù)的取值應(yīng)基于零部件加工的最低的規(guī)定精度。精度等級(jí)應(yīng)按GB/T10095.1齒距偏差確定。
5.3.3隱含的精度
當(dāng)系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)由曲線給出時(shí)，GB/T10062提供了曲線的擬合方程，以便編程。
注：擬合曲線的常數(shù)和系數(shù)明顯的比經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)高一些。
5.4其他因素
5.4.1綜述
除影響接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的各系數(shù)外，其他相關(guān)系統(tǒng)因素對(duì)整個(gè)傳動(dòng)性能有也有重要影響。上述的影響在計(jì)算時(shí)必須考慮。
5.4.2潤(rùn)滑
只有當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪輪齒配有與載荷、速度和齒面粗糙度相適應(yīng)的潤(rùn)滑油（有合適的黏度和添加劑），并有足夠潤(rùn)滑油供給齒輪與軸承，而且保持合適的運(yùn)行溫度時(shí)，GB/T10062計(jì)算公式所確定的承載能力才有效。5.4.3不對(duì)中誤差
許多齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)需外部支撐基礎(chǔ)（例如機(jī)器的底座）以保證齒輪嚙合的正確性。如果這些支撐基礎(chǔ)設(shè)計(jì)不良、存在初始的不對(duì)中誤差，或由于彈性形變或熱變形或其他影響因素，使這些支撐基礎(chǔ)在運(yùn)行中變成不對(duì)中的狀態(tài)，對(duì)整個(gè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)性能將產(chǎn)生不利影響。
5.4.4變形
由于懸臂、徑向和軸向載荷造成的齒輪支撐箱體、軸與軸承的變形影響到齒輪嚙合過(guò)程的接觸。因變形是隨載荷而變化的，要在不同載荷下都獲得好的輪齒接觸是很難的。一般來(lái)說(shuō)，原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)械的外載荷所引起的變形會(huì)降低齒輪的承載能力。外力與內(nèi)力引起的變形在確定輪齒實(shí)際接觸時(shí)都應(yīng)充分考慮。
5.4.5材料和冶金質(zhì)量
大多數(shù)錐齒輪由表面滲碳淬火鋼制造。這種材料和其他材料的疲勞極限應(yīng)在錐齒輪試驗(yàn)基礎(chǔ)之上來(lái)確定。材料疲勞極限（基于鋼的冶金制造與熱處理的不同狀態(tài)來(lái)確定）從GB/T8539中查取。為選取材料的疲勞極限，應(yīng)規(guī)范材料的硬度、拉伸強(qiáng)度以及質(zhì)量等級(jí)。
注高質(zhì)量等級(jí)的鋼具有高的疲勞極限，低質(zhì)量等級(jí)的鋼具有低的疲勞極限。
5.4.6殘余應(yīng)力
任何一種含鐵的材料具有一中表層-心部硬度梯度這表明存在殘余應(yīng)力。如果處理恰當(dāng)，齒面表層將是壓應(yīng)力，因此提高了輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度。噴丸、表面滲碳、感應(yīng)硬化（如果處理得當(dāng)）是造成輪齒表面壓應(yīng)力的通用方法。熱處理后的不恰當(dāng)?shù)哪X工藝可能降低殘余壓應(yīng)力導(dǎo)致輪齒齒根圓角處的殘余拉應(yīng)力，從而降低了材料的疲勞極限。
5.4.7系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)
所使用的分析方法公式中包括動(dòng)載系數(shù)KV，由于輪齒制造誤差產(chǎn)生了附加載荷，從而降低了齒輪的承載能力。一般來(lái)說(shuō)，本分析計(jì)算方法提供了簡(jiǎn)化值，以便于應(yīng)用。
由于原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)械聯(lián)結(jié)的質(zhì)量相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并因此而引起的系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)產(chǎn)生了附加的輪齒載荷。使用系數(shù)KA僅考慮原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)械的運(yùn)行特征。但應(yīng)認(rèn)識(shí)到齒輪傳動(dòng)副、齒輪箱體的誤差和工作機(jī)械等諸多因素在接近系統(tǒng)的固有頻率處誘發(fā)激振，共振能產(chǎn)生比正常載荷大幾倍的載荷。因此，涉及到臨界使用情況時(shí)，推薦進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)分析。這種分析包括原動(dòng)機(jī)、工作機(jī)、聯(lián)軸器、安裝條件、激振的根源等整個(gè)系統(tǒng)。必須計(jì)算自振頻率、振型、動(dòng)態(tài)響應(yīng)的振幅等。
5.4.8接觸斑點(diǎn)
為補(bǔ)償軸和安裝基礎(chǔ)的變形，在制造過(guò)程中絕大多數(shù)錐齒輪的輪齒在齒高與齒長(zhǎng)方向是鼓形的。這樣造成了在滾動(dòng)檢查時(shí)，在輕載荷下為局部接觸斑點(diǎn)。除另有規(guī)定外，在設(shè)計(jì)載荷下輪齒接觸斑點(diǎn)應(yīng)分布整個(gè)齒面，不能集中于大小齒輪邊緣的斑點(diǎn)。對(duì)于未按鼓形齒加工的并且接觸斑點(diǎn)不良的錐齒輪，使用強(qiáng)度計(jì)算公式時(shí)需要對(duì)GB/T10062的系數(shù)修正，這些錐齒輪沒(méi)有包括在本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。
5.4.9腐蝕
齒輪的腐蝕會(huì)明顯降低齒輪的彎曲強(qiáng)度與接觸強(qiáng)度。輪齒腐蝕影響的定量分析超出了GB/T10062的范圍。5.4基本計(jì)算公式中的影響系數(shù)
GB/T10062基本計(jì)算公式包括了由幾何參數(shù)確定的系數(shù)或常規(guī)方法確定的系數(shù)，上述系數(shù)都要根據(jù)他們的計(jì)算式計(jì)算。
GB/T10062的計(jì)算公式中也包括了反映制造偏差和齒輪箱工作周期的系數(shù)�？紤]到眾多的影響，這些系數(shù)統(tǒng)稱為影響系數(shù)。雖然這些系數(shù)按相互獨(dú)立來(lái)處理，但在一定程度上是相互影響的（難做定量分析）。這些系數(shù)包括影響載荷的系數(shù)KA、KV、KHβ、KFβ、KHα、KFα和影響許用應(yīng)力的諸系數(shù)。
還包括反映應(yīng)力與壽命關(guān)系的系數(shù)。
各影響系數(shù)可用不同的方法來(lái)確定。如果需要，系數(shù)帶號(hào)可加下標(biāo)A、B、C等。除另有規(guī)定外（例如應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中有規(guī)定），對(duì)重要的傳動(dòng)優(yōu)先選用更精確的方法。當(dāng)計(jì)算影響系數(shù)的方法不能簡(jiǎn)明識(shí)別時(shí)，建議使用補(bǔ)充下標(biāo)。
對(duì)于某些應(yīng)用情況，必須采用不同的方法選擇各系數(shù)（例如：確定動(dòng)載系數(shù)、齒間載荷系數(shù)的不同的方法）。書寫計(jì)算報(bào)告時(shí)所采用的方法用擴(kuò)展的下標(biāo)注明。例如：KV-C。
