一、概述 齒輪的質量依據是標準。齒輪強度和精度兩項標準提供的是保證齒輪產品的性能、質量和可靠性的最重要的基礎數(shù)據的計算方法。齒輪設計是決定和制約齒輪產品的水平、質量、可靠性和成本的關鍵環(huán)節(jié)。近百年來,為研究和摸索齒輪的設計和制造規(guī)律,國內外許多齒輪工作者都付出了畢生的精力。他們的成果都凝聚在有關著作和不斷更新的相關標準中。ISO/TC60齒輪技術委員會經過20多年的努力,以德國的DIN標準為母型,吸收美國AGMA等標準的先進成分,不斷修訂完善,并最終于90年代正式頒布了ISO1328—九十年代國際齒輪精度標準(包括ISO1328-1:1995,ISO1328-2:1997兩個標準及ISO/TR10064-1~4:1992~1998四個相關技術報告)和ISO6336-1~5:1996 漸開線圓柱齒輪強度標準。 改革開放以來,盡管我國在采用國際標準方面作了大量的卓有成效的工作,但仍趕不上世界齒輪技術發(fā)展的步伐。相比之下,我國近年來一直執(zhí)行的GB10095-88精度標準是參照 ISO1328-1975 制訂的,GB3480-83 強度標準是參照 ISO/DP6336-1980制訂的,均為國際70年代以前的技術水平,且這2個參照標準已經過時和廢止。已修訂的 GB/T3480-1997雖已等效采用 ISO6336-1∽3:1996 標準(未能達到等同,如精度標準仍然引用GB10095-88標準,而ISO6336:1996的引用標準為ISO1328-1:1995),但由于宣傳沒跟上等種種原因,尚未推廣開。我們在貫徹GB10095標準中發(fā)現(xiàn)存在的齒形誤差最難達到要求,齒形的齒頂部規(guī)定不夠合理,在采用GB3480作強度計算時經常遇到
對軟齒面或中硬齒面齒輪因計算的KHβ值過大而使強度通不過等問題,在ISO新標準中都作了有效的改進。二.新舊齒輪標準對比 1、 圓柱齒輪精度新舊標準的主要差別見表1 表1. ISO1328-1:1995、ISO1328-2:1997及相關技術報告組成的精度標準和GB10095-88(等效于ISO1328:1975)標準的對比 GB10095-88 (等效于ISO1328:1975) ISO1328-1:1995、ISO1328-2:1997兩個標準及四個相關技術報告組成的精度標準體系 1.有關精度的內容全含于一個標準中 1.把輪齒同側齒面偏差、徑向綜合偏差與徑向跳動的定義和允許值分開列成兩個標準,以適用于單件小批生產和批量生產的檢驗需要。對檢驗實施規(guī)范給出四個技術報告。 2.齒輪精度理論是比較全面的,但缺乏考慮齒輪的商品特性 2.齒輪精度以齒輪嚙合傳動理論為依據,突出對承載能力和噪聲振動的影響。 3.檢驗項目多,主次不清,不明確。 3.ISO1328-1明確fpt,Fpk,Fp,Fα,Fβ 五項(一般齒輪為四項)為檢驗項目,其余項目不是強制性的;并明確fpt,Fpk,Fp,Fα為端平面上的數(shù)值。
4.精度等級僅以偏差數(shù)值大小為依據,因而造成偏差數(shù)值小的齒輪性能有時反而不如偏差較大而形狀位置較好的齒輪。 4.綜合考慮了偏差的數(shù)值和形狀位置等因素 5.參數(shù)范圍按直徑d、齒寬b分檔較粗。 5.參數(shù)范圍按直徑d、齒寬b分檔更細 6.標準中考慮制造者的經濟性不夠。 6.在保證齒輪傳動性能的基礎上充分考慮了齒輪制造的經濟性,如齒廓偏差放寬,齒廓和螺旋線計值范圍減小等。7.對齒坯精度要求偏低。 7.強調了收緊齒坯公差比加工高精度齒輪要經濟。 8.沒有齒面粗糙度項目。 8.給出了齒面粗糙度Ra、Rz的推薦值。 9.接觸斑點的計值不夠合理,沒明確檢測方法。 9.規(guī)定了更合理的接觸斑點值,明確了檢測方法。 2、圓柱齒輪強度新舊標準的主要差別見表2 表2: ISO6336-1~3:1996和GB3480-83標準的比較 GB3480-83 (等效于ISO/DP6336:1980)標準ISO6336:1996(GB/T3480-1997等效)標準
1.對接觸和彎曲安全系數(shù)取值未加區(qū)分。 1.明確彎曲安全系數(shù)要大于接觸安全系數(shù)。 2.使用系數(shù)KA分3檔。 2.使用系數(shù)KA分4檔 3.齒向載荷分布系數(shù)KHβ考慮不周,對軟齒面和中硬齒面算得的值太大,不適用 3.KHβ計算作了改進,計算值比原前減小,增加了C1算法,按實際情況采用不同的公式。 4.對變載荷沒給出計算方法 4.增加了變載荷時的強度核算方法5.單齒嚙合剛度C’計算考慮不足5.單齒嚙合剛度C’計算考慮因素更全面 6.材料疲勞極限給出的是方框圖,使用時無法確定具體取值 6.材料疲勞極限給出ME、MQ、ML三條線,可按不同材料熱處理控制水平進行取值 7.循環(huán)次數(shù)N大于持久壽命后, 壽命系數(shù)取1 7.壽命系數(shù)中增加了N大于持久壽命循環(huán)次數(shù)時的計算公式 8.彎曲應力以齒輪端面參數(shù)計算8.彎曲應力以當量直齒法向參數(shù)計算 9.增加了單對齒嚙合系數(shù)ZB和ZD
三、討論和建議 最新齒輪國際標準從齒輪傳動動態(tài)性能和承載能力出發(fā),結合齒輪制造規(guī)律綜合在標準文本和技術報告中,使標準更科學合理。我國即將加入WTO,我國的齒輪產品要和國際接軌同樣是大勢所趨,而采用先進的國際標準,是產品和國際接軌的第一步。國家鼓勵要求技術進步迫切和有條件的齒輪制造企業(yè)直接采用國際最新標準。建議加快宣傳貫徹ISO1328和ISO6336齒輪精度和強度兩項九十年代國際新標準。