GB/T 14230-2021
基本信息
标准号： GB/T 14230-2021
中文名称：齿轮弯曲疲劳强度试验方法
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
下载格式：.zip .pdf
下载大小：23626980
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 14230-2021.Test method of tooth bending strength for gear load capacity.
1范围
GB/T 14230规定了关于渐开线圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度试验的原理、目的、型式、方法、装备、失效判据、程序、数据处理以及试验报告。
GB/T 14230适用于测定钢或铸铁材料渐开线圆柱齿轮齿根弯曲疲劳承载能力设计所需的基础数据,并适用于对比分析不同材料、不同工艺.不同修形方式等条件下齿轮的弯曲疲劳性能。其他材料齿轮或非渐开线齿轮的同类试验可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 1356通 用机械和重型机械用圆柱齿轮标准 基本齿条齿廓
GB/T 3358.1统计学词汇及符号 第1部分:一般统计术语与用于概率的术语:
GB/T 3480.1直齿轮和斜齿轮承载能力计算第1部分:基本原理、概述及通用影响系数
GB/T 3480.3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
GB/T 10095(所有部分)圆柱齿轮 精 度制
GB/T 25917.1单轴疲劳试验系统 第1部分:动态力校准
JB/T 8831工业闭式齿轮的润滑油选用方法.
1范围
GB/T 14230规定了关于渐开线圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度试验的原理、目的、型式、方法、装备、失效判据、程序、数据处理以及试验报告。
GB/T 14230适用于测定钢或铸铁材料渐开线圆柱齿轮齿根弯曲疲劳承载能力设计所需的基础数据,并适用于对比分析不同材料、不同工艺.不同修形方式等条件下齿轮的弯曲疲劳性能。其他材料齿轮或非渐开线齿轮的同类试验可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;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/T 1356通 用机械和重型机械用圆柱齿轮标准 基本齿条齿廓
GB/T 3358.1统计学词汇及符号 第1部分:一般统计术语与用于概率的术语:
GB/T 3480.1直齿轮和斜齿轮承载能力计算第1部分:基本原理、概述及通用影响系数
GB/T 3480.3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
GB/T 10095(所有部分)圆柱齿轮 精 度制
GB/T 25917.1单轴疲劳试验系统 第1部分:动态力校准
JB/T 8831工业闭式齿轮的润滑油选用方法.
标准图片预览
标准内容
ICS 21.200
CCS J 17
中华人民共和国国家标准
GB/T14230—2021
代替GB/T14230—1993
齿轮弯曲疲劳强度试验方法
Test method of tooth hending strength for gear load capacity2021-05-21发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-12-01实施
2规范性引用文件
术语和定义、代号：
试验原理
5试验目的
5.1某础数据测定
性能对比
6试验型式
6.2运转试验
脉动型试验
试验方法
常规成组法
7.3少点组合法
升降变载法
阶梯增载法
7.6其他方法
各种试验方法的比较
8试验装备
试验机·
8.2试验齿轮·
9失效判据
试验程序
预各试验
10.3正式试验
试验点的补充与剔除
失效分析
11试验数据的统处理
11.1常规成组法和少点组合法
-rrKaeerKAca-
GB/T 14230—2021
GB/T14230—2021
升降变载法
阶榜增裁法
12试验报告
附录A（资料性）试验夹具设计
附录B（资料性）
考虑置信度的统计处埋方法
附录C（资料性）带规成红法数据处理的算例…..附录D（资料性）升降变载法数据处理的克例*附录E（资料性）
参考文献
阶梯增载法数据处理的算例·..-rrKaeerkca-
....23
GB/T14230—2021
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分：标准文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T14230-—1993齿轮弯山疲劳强度试验方法》，与GB/T14230—1993相比·主要技术变化如下：
a）史改了第1章.其中“规定”的内容增加了“或用于对比分析不同材料、不同！艺、不同凶根形貌等条件下轮齿的抗弯山疲劳性能”“适用\的内容从“其它金属齿轮\扩展为“其他材料齿轮或非渐开线齿轮”（见第1章，1993年版的第1章）；更改了第2竞中现范性引用文件（见第2竞，1993年版的第2竞）；b）
更改了表1中的代号，补充了部分新代号（见表1，1993年版的表1）；增加了\试验原埋”\试验日的\和“试验型式”，分别编为第4章、第5章和第6章（见第4章、d)
第5章和第6章)；
在第6章中纳人了原文件第8章的内容（见第6章，1993年版的第8章）；f)
在第7中增加了“升降变载法\“阶梯增载法”（见7.4和7.5.1993年版的第4竞）；）第8、9、10、11、12各章分则相对原文件的第5、6、7、9、10各章进行了修改，其巾增加了10.4\试验点的补充与除”（见第8章~第12章和10,1,1993年版的第5章～第7章、第9章和第10章）：
更改了附录A，纳人了原文件附录（的内容，将原文件附录A的内容纳人了8.1,1.2（见8,1.h)
1.2和附录A,1993代版的附求 A和附录 C)；1
更改了附录B,增加了考虑置信度的统计处理方法,将原文件附录B的内容纳人了8.1.2.1(见8.1.2.1和附录B.1993年版的附录B)：史改了附录C，增加了常规成组法数据处理的算例，将原文件附录C的内容纳入了附录A（见附录A和附录C.1993年腋的附录C)：史改了附录D,增加了升降变载法数据处埋的算例.将原文件附录D的内容纳入了11.1.1（见k）
11.1.4和附录1).1993年版的附录1))；1）
重改了附录E.增加了阶梯增载法数据处理的算例，删除了原文件附录E的内容（见附录E，1993年版的附录E）
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的贡任。本文件由全国齿轮标准化技术委员会（SAC/7C52)提出并归口，本义件起革单位：郑州中机轨道交通装备科技有限公司，中机牛产力促进中心，郑州机械研究所有限公司、陕西法士特齿轮有限责仁公司、萘江齿轮传动有限公司、重庆大学、中机试验装备股份有限公司、江苏中工高端装备研究院有限公司、郑州航空工业管理学院、东莞市德晟智能科技有限公司、珠海格力心器股份有限公司、广东产品质量监督检验研究院、郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司。本文件主要起草人：柔纪强、金峰、主志刚、刘忠明、张敬彩、严鉴销、毛永明、刘怀举、范瑙丽、王长路、白爽、上振、刘辉华、周丹、上东飞、管洪杰、李海霞、吴清锌、张元国、上宝宾、陈胜、魏沛堂、杨秀光、王人号、王征兵、封楠、吕洋功、李学飞、王海霞、李优华、马骋尺、门炜。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为一本文件于1993年首次发布为GB/T14230—1993，本次为第1次修订。-riKacerKAca-
1范围
齿轮弯曲疲劳强度试验方法
GB/T14230—2021
本文件规定了美士渐开线圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度试验的原理、日的、型武、方法装备、头效判据、程序、数据处理以及试验报告。本文件适用」测定钢或铸铁材料渐开线圆柱齿轮齿根弯曲疲劳承载能力设计所需的基础数据，并适用丁对比分析不同材料、不同工艺、不同修形方式等条件下齿轮的弯曲疲性能。其他材料齿轮或非渐开线齿轮的同类试验可参照使用：2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款，其中，注口期的引用文件，仪该日期对应的版本适用」本文件；不注日期的引用文件·其最新版本（包括所有的修改单)适用」本文件：
GB/ 1356
通用机械和重型机械用圆柱齿轮标推基本齿条齿廓GB/3358.1统计学词汇及符号第1部分：般统计术语与用于概率的术语GB/T 3480.1
古齿轮和斜齿轮承载能力计算第「部分：基本原理、概述及通用影响系数GB/T 3480.31Www.bzxZ.net
直齿轮利斜齿轮承载能力计算
第3部分轮齿弯由强度计算
GB/710095（所有部分）圆柱齿轮精度制GB/25917.1单轴疲劳试验系统第1部分：动态力校准JB/T 8831
1业闭式齿轮的润滑油选用方法
3术语和定义、代号
GB/T3358.1、GB/T3480.1和GB/T3180.3界定的术语和定义以及表1中的代号适用丁本文件，表1代号、含义及单位
上作齿宽
S-N曲线方释常数：置信度
修正后的SN曲线方程常数
第」条可参考的S曲线方程的常数脉动型试验载荷作川点
试验齿轮端面内分度网周上的名义切向力川降变载法中各减力级对成事件山现次数试验齿轮中心线高度
载荷作点F到试验齿轮中心的壬直高度-rKaeerkAca-
GB/T14230—2021
使用系数
代号、含义及单位（续）
弯曲强度计算时的齿问载荷分配系数弯曲强度计算时的螺旋线载荷分布系数均裁系数
动载系数
正态分布单侧容系数
跨齿数
成力级数
SN曲线方程指数
正后的SN曲线方程指数
法向模数
齿根弯曲疲劳区上临界点的循坏次数齿根府力循环次数
可靠度R下的可率寿命
置信度C和可靠度R下的可靠寿命置信下限齿根应力循环其数
试验点总效
可架度
试验有越出点时的失效试验点数;循坏特性系数试验齿轮齿项圆半径
试验齿轮基圆平征
裁荷作川点E的半径
升降变载法底力标准偏差
加载转炬的平均值
加裁转矩的最大值
过载代作用点E的公法线长度；齿顶点为载荷点时试验齿轮中心线高度变位系效
轮缘斥度系数
所高系数
齿廊系数
载药作用丁E点时的齿廊系数
相对齿根表面浆况系数
应力修正系数
-rrKaeerkAca-
Ya ret
表1代号、含义及单位（续）
载荷作用于E点时的成力修正系数与标准试验齿轮寸有关的应力修正系效弯曲强度计算的尺寸系数
弯曲强度计算的璟旋角系数
相对齿根阅角敏减系数
静强度下的相对齿根圆角敏感系数齿数
分度圆压力角
齿预压力角
载荷作点F处的压力角
载尚作月点F处的载荷作爪负
螺旋角
威布尔分布数的形状参教
威布尔分市图数的信置参数
升降变载法中应力培革
或布尔分布网数的尺度参数
对数正态分布函数母体对数平均值中态分布函数甲体平均值
升降变载法中的平均值
升降变载法试验齿轮齿根弯由成方倍环特件系数U时的齿根应力
试验前预估疲劳投限应力
运轮材料的抗拉强度
试验齿轮齿根成力
试验齿轮弯曲疲芳极限应力
弯曲静强度值
试验齿轮静强度最大齿根弯成力疲芳极限应力
第条参考S-N曲线的疲芳极限应力对数止态分布丽数母体对数标准差正态分布函教母体标准差
可靠度R下的齿根弯曲披芳极限应力置信度C和可率度R下的齿根弯曲被芳极限应力单侧置信下限升降变载法初始齿根弯市应力
-riKaeerKAca-
GB/T 14230—2021
成rad
)或rad
\)或 rad
()或rad
GB/T14230—2021
试验原理
4.1通过啮合运转（见图1）或脉动加载（见图2）.对试验齿轮的轮齿施加受控载尚，再现或模拟齿根的应力状态和数值，用以测定轮齿发生弯曲疲劳失效（或超过齿根应力循环基数N，后失效)时的循环次数，或测定给定循环次数（例如V）下轮齿发生弯曲疲失效时的应力（载尚）水平，经过刘试验数据的统计处埋.用以获取反映试验齿轮弯曲承载能力的\应力-循坏次数“曲线或“载衙-寿命”曲线”.或对不同材料、不向工艺、不同齿根形貌等条件下齿轮的弯曲疲劳性能进行对比，4
标引序号说明：
驱动装置：
试验（或陪试）齿轮箱：
可院加载装置（含失载停机功能）：转也转逼传感器、计数器等：
一陪试(或试验)齿翰箱、
图1运转型试验原理示例
标引序号说明：
可控脉动加载装置（含力测虽传感器、计数器等)：2
机架；
加载压头：
试验齿轮；
试验齿轮国定来具。
图2脉动型试验原理示例
[）“应力-循环次数“曲线或“载-寿命\曲线即S-曲线4
rrKaeerKAca-
GB/T 14230—2021
4.2由于疲劳试验数据的离散性不可避免，只右得到足够多的试验数据，其分布才具有一定的统计学意义，因此.在实际应用中若只能以有限的试验数据点进行分析或对比，应严格控制试验过程，并注意结论的局限性，
5试验目的
5.1基础数据测定
当采用特定材料、接照特定丁艺加工试验齿轮时，通过试验数据的处理，川以获得该类齿轮的弯曲疲劳极限应力或SN曲线，以此作为该材料和1艺的强度设计基础值：其体要求如下：a）对于高周疲劳寿命设计，应测定耐久性疲劳极限应力；h）对于有限寿命设计，应测定对应寿命区间的S-N山线：(）当a)和b)同时要求或没右明确要求时,应测定完整的S-V山线。试验方法见第7章5.2性能对比
5.2.1当采用不同材料或不同工艺加工的试验齿轮时·通过对试验数据的处理，可以评定不同因索对齿轮弯曲疲劳强度的影响。这些因素包括但不限于；—齿轮材料;
—齿轮热处理；
齿轮几何参数：
加工流程：
齿根机加（滚齿、插齿、铣齿等)；齿根表面处理(喷丸、超精加1、镀层等）：工作温度：
润滑油。
5.2.2依据5.2.1的对比，可以优化齿轮的材料、工艺、齿根设计等。为提高效率.经充分评估后，宜在有限寿命应力级下进行试验，试验点数应根据试验结果的离散性确定。册种用」对比的试验点数不宜少丁5个，
5.2.3如需要对比耐久性疲劳极限应力，应按照7.4或7.5的要求进行试验。5.3其他
除5.1和5.2以外，其他试验月的可由研究人员自行设定，例如探究齿轮弯曲疲劳失效机埋和主要原内，分析齿轮弯曲疲劳裂纹的生和稳定扩展过程，制定轮齿弯曲疲劳损伤的抑制方法等6试验型式
6.1总述
为了确定齿轮弯曲承载能力和疲劳强度，将试验齿轮副安装在试验台上进行运转加载的方式称为运转型试验（见图1）.将试验齿轮以专用火具固定在试验机上对轮齿进行脉动加载的方式称为脉动型试验（见图2）。当两种试验型式所得果存在差异时，应以运转型试验为雅。6.2运转型试验
6.2.1试验中，在指定载荷（转知)下循环一定次数后齿根出现弯曲疲劳失效或达到齿根应力循环基数-riKacerKAca-
GB/T14230-—2021
，而未失效时（称为“题出点”）.试验鉴终止并获得轮齿在当前试验监力值下的一个寿命值，形成一个数据纽（称为试验点”）。当试验过程无另常时，将该试验点称为“有效试验点”，否则称为“另带试验点”6.2.2试验出轮的齿根弯曲应应依根据GB/T3480.1和GB/T3480.3按公式（1)计算：F,.K..K,.K..K.KYFYs.Y.Y,.Ym
b·m,.Ysr.Yalr.Yerl.-Yx
试验齿轮端面内分度圆周上的名义切问力，单位为牛顿(N)：使用系数：
均载系数,本文件中 K-1；
动载系数：
弯曲强度计算时的齿间载荷分配系数：弯曲强度计算时的螺旋线载荷分布系数；齿率系数：
应力修正系数
弯山强度计算时的螺旋角系数；轮缘厚度系数：
齿高系数；
工作齿宽，单位为毫米（mm）；法向模数，单位为毫米（mm）：与标准试验齿轮尺寸有关的应力修正系数：相对齿根圆角敏感系数：
相对齿根表面状况系数：
弯山强度计笠的尺小系数。
3脉动型试验
6.3.1试验中，在试验轮齿靠近齿顶的有效渐儿线位置施加设定的脉动裁荷，循环定次数且至齿根出现弯出疲劳失效或越出时，试验悠止并炭得轮齿在该试验应下的一个存命数据6.3.2试验齿轮不作齿合运转，载荷仅施而在试验轮齿上，每个试验齿轮可得若于试验点，但所选取的试验轮齿与承受过载尚的轮齿（包括支撑齿）至少成问隔一个轮齿6.3.3试验轮齿在E点被加载时产牛的齿根弯曲应力按公式（2)和公式（3）计算：F,-YYstYp-Ye
\-b.m..Ym.Yomt.YRali.Y.
(1-r)n
武中：
.（3)
脉动卵载状态下循环特性系数r子0时的齿根应力，单位为牛顿每平方毫米（N/mm)：经过适当修正后循环特性系数=0时的齿根应力，单位为牛顿每平方尝米(V/mm）；YEE
载荷作用于E点时的齿廊系数，见GB/T3480.3；E点的确定见附录A；载荷作用丁E点时的应力修正系数，见GB/T3180.3；齿轮材料的抗拉强度，单为牛顿每平方毫米（N/mtm）；循环特性系数，在试验期间要求为一常数，且0.05。-rKaeerkca-
7试验方法
7.1总述
GB/T14230—2021
齿轮曲疲劳试验有多种数据组合方法，如常规成组法、少点组合法、升降变载法、阶梯增载法等在试验方案制定阶段，宣根据试验口的和试验周期进行合理选择。7.2常规成组法
7.2.1该法是在多个应力级下成组进行疲劳寿命试验·并通过统计处理得到不同可靠度下疲劳曲线的一种试验方法。该法可用比较准确地测定试验齿轮有限寿命区间内“可靠度-虚力-循环次数”曲线（“RSN\曲线）+也可用丁预估齿根弯曲疲劳极限应力li7.2.2试验时，通常取4个或5个应力级，每个应力级下应有不少于5个试验点：最高应力级与次高应力级的应力间厢以总试验应力范用的40%～50%为宜.随着应力的降低，应力级间隔应逐渐减小，见图3，最高成力级试验点的循环次数成不少」1入10，最低成力级成右越出点7.2.3当以不同材料、不同1艺、不同齿根形貌的出轮进行对比试验时，可按该法得到不同的RSN山线。为合理地缩短试验周期，也可取2个或3个应力级进行成组对比，250%or rir
180%cwm
140% g tim
Cr hin
标引序号说明：
失效点：
越出点（括号中的数字代表尴出点个数)。105
图3常规成组法示意
7.3少点组合法
7.3.1该法是在多个应力级下进行较少数量点的疫劳寿命试验，通过数据拟合得到S-N山线，该法可用于测定试验齿轮有限寿命区问内30%可靠度下的S-V曲线，也可用于预估齿根弯曲疲劳极限应方，或可用丁不同材料、不同工艺、不向齿根形貌下试验齿轮弯曲疲男性能的对比测试。7.3.2试验时，通常取4个10个应力级，每个应力级下应取1个～~4个试验点（不包括越出点），总的试验点数不宜少于7个。所设置的应力级应在有限寿命区间内合理分布，见图4.原则是：在高应方级区.应力级问隔可适当加大：在低应力级区，应力级问隔可适当减小；在最低应力级，应出现越出点。7
-rrKaeerkAca-
GB/T 14230—2021
250%fplim
180%og mm
140%ytim
标引序号说明：
失效点！
越山点（号中的数字代表越而点个数)。xx
图4少点组合法示意
7.4升降变载法
7.4.1该法尼给定循环次数后，在预估疲劳极限应力0附近设置多个应力级，侬依据试验点失效或越出的升降分布统计得山疲劳极限应力，该法可用于比较准确地测定齿根弯曲疲劳极限应力际。7.4.2试验时，当前试件加载的应力级应由前一试件的试验结果决定：当前一试件为“失效”时，该试件加载的应力级应降低一级；“越出\时，则增高一级。“失效”和“越出“应配对出现。试验过程通常取4个~6个应力级，相邻应力级的差值宜收△g一（0.04~0.06)c证，考虑试验周期.所需试验点总数不宜少于20个。最后的有效试验点后的预测点应与第个有效点应力水平同级。见图5，um
标引序号说明：
效点：
越出点。
图5升降变载法示意
-rKaeerKa-
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CCS J 17
中华人民共和国国家标准
GB/T14230—2021
代替GB/T14230—1993
齿轮弯曲疲劳强度试验方法
Test method of tooth hending strength for gear load capacity2021-05-21发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-12-01实施
2规范性引用文件
术语和定义、代号：
试验原理
5试验目的
5.1某础数据测定
性能对比
6试验型式
6.2运转试验
脉动型试验
试验方法
常规成组法
7.3少点组合法
升降变载法
阶梯增载法
7.6其他方法
各种试验方法的比较
8试验装备
试验机·
8.2试验齿轮·
9失效判据
试验程序
预各试验
10.3正式试验
试验点的补充与剔除
失效分析
11试验数据的统处理
11.1常规成组法和少点组合法
-rrKaeerKAca-
GB/T 14230—2021
GB/T14230—2021
升降变载法
阶榜增裁法
12试验报告
附录A（资料性）试验夹具设计
附录B（资料性）
考虑置信度的统计处埋方法
附录C（资料性）带规成红法数据处理的算例…..附录D（资料性）升降变载法数据处理的克例*附录E（资料性）
参考文献
阶梯增载法数据处理的算例·..-rrKaeerkca-
....23
GB/T14230—2021
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分：标准文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T14230-—1993齿轮弯山疲劳强度试验方法》，与GB/T14230—1993相比·主要技术变化如下：
a）史改了第1章.其中“规定”的内容增加了“或用于对比分析不同材料、不同！艺、不同凶根形貌等条件下轮齿的抗弯山疲劳性能”“适用\的内容从“其它金属齿轮\扩展为“其他材料齿轮或非渐开线齿轮”（见第1章，1993年版的第1章）；更改了第2竞中现范性引用文件（见第2竞，1993年版的第2竞）；b）
更改了表1中的代号，补充了部分新代号（见表1，1993年版的表1）；增加了\试验原埋”\试验日的\和“试验型式”，分别编为第4章、第5章和第6章（见第4章、d)
第5章和第6章)；
在第6章中纳人了原文件第8章的内容（见第6章，1993年版的第8章）；f)
在第7中增加了“升降变载法\“阶梯增载法”（见7.4和7.5.1993年版的第4竞）；）第8、9、10、11、12各章分则相对原文件的第5、6、7、9、10各章进行了修改，其巾增加了10.4\试验点的补充与除”（见第8章~第12章和10,1,1993年版的第5章～第7章、第9章和第10章）：
更改了附录A，纳人了原文件附录（的内容，将原文件附录A的内容纳人了8.1,1.2（见8,1.h)
1.2和附录A,1993代版的附求 A和附录 C)；1
更改了附录B,增加了考虑置信度的统计处理方法,将原文件附录B的内容纳人了8.1.2.1(见8.1.2.1和附录B.1993年版的附录B)：史改了附录C，增加了常规成组法数据处理的算例，将原文件附录C的内容纳入了附录A（见附录A和附录C.1993年腋的附录C)：史改了附录D,增加了升降变载法数据处埋的算例.将原文件附录D的内容纳入了11.1.1（见k）
11.1.4和附录1).1993年版的附录1))；1）
重改了附录E.增加了阶梯增载法数据处理的算例，删除了原文件附录E的内容（见附录E，1993年版的附录E）
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的贡任。本文件由全国齿轮标准化技术委员会（SAC/7C52)提出并归口，本义件起革单位：郑州中机轨道交通装备科技有限公司，中机牛产力促进中心，郑州机械研究所有限公司、陕西法士特齿轮有限责仁公司、萘江齿轮传动有限公司、重庆大学、中机试验装备股份有限公司、江苏中工高端装备研究院有限公司、郑州航空工业管理学院、东莞市德晟智能科技有限公司、珠海格力心器股份有限公司、广东产品质量监督检验研究院、郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司。本文件主要起草人：柔纪强、金峰、主志刚、刘忠明、张敬彩、严鉴销、毛永明、刘怀举、范瑙丽、王长路、白爽、上振、刘辉华、周丹、上东飞、管洪杰、李海霞、吴清锌、张元国、上宝宾、陈胜、魏沛堂、杨秀光、王人号、王征兵、封楠、吕洋功、李学飞、王海霞、李优华、马骋尺、门炜。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为一本文件于1993年首次发布为GB/T14230—1993，本次为第1次修订。-riKacerKAca-
1范围
齿轮弯曲疲劳强度试验方法
GB/T14230—2021
本文件规定了美士渐开线圆柱齿轮齿根弯曲疲劳强度试验的原理、日的、型武、方法装备、头效判据、程序、数据处理以及试验报告。本文件适用」测定钢或铸铁材料渐开线圆柱齿轮齿根弯曲疲劳承载能力设计所需的基础数据，并适用丁对比分析不同材料、不同工艺、不同修形方式等条件下齿轮的弯曲疲性能。其他材料齿轮或非渐开线齿轮的同类试验可参照使用：2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款，其中，注口期的引用文件，仪该日期对应的版本适用」本文件；不注日期的引用文件·其最新版本（包括所有的修改单)适用」本文件：
GB/ 1356
通用机械和重型机械用圆柱齿轮标推基本齿条齿廓GB/3358.1统计学词汇及符号第1部分：般统计术语与用于概率的术语GB/T 3480.1
古齿轮和斜齿轮承载能力计算第「部分：基本原理、概述及通用影响系数GB/T 3480.31Www.bzxZ.net
直齿轮利斜齿轮承载能力计算
第3部分轮齿弯由强度计算
GB/710095（所有部分）圆柱齿轮精度制GB/25917.1单轴疲劳试验系统第1部分：动态力校准JB/T 8831
1业闭式齿轮的润滑油选用方法
3术语和定义、代号
GB/T3358.1、GB/T3480.1和GB/T3180.3界定的术语和定义以及表1中的代号适用丁本文件，表1代号、含义及单位
上作齿宽
S-N曲线方释常数：置信度
修正后的SN曲线方程常数
第」条可参考的S曲线方程的常数脉动型试验载荷作川点
试验齿轮端面内分度网周上的名义切向力川降变载法中各减力级对成事件山现次数试验齿轮中心线高度
载荷作点F到试验齿轮中心的壬直高度-rKaeerkAca-
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使用系数
代号、含义及单位（续）
弯曲强度计算时的齿问载荷分配系数弯曲强度计算时的螺旋线载荷分布系数均裁系数
动载系数
正态分布单侧容系数
跨齿数
成力级数
SN曲线方程指数
正后的SN曲线方程指数
法向模数
齿根弯曲疲劳区上临界点的循坏次数齿根府力循环次数
可靠度R下的可率寿命
置信度C和可靠度R下的可靠寿命置信下限齿根应力循环其数
试验点总效
可架度
试验有越出点时的失效试验点数;循坏特性系数试验齿轮齿项圆半径
试验齿轮基圆平征
裁荷作川点E的半径
升降变载法底力标准偏差
加载转炬的平均值
加裁转矩的最大值
过载代作用点E的公法线长度；齿顶点为载荷点时试验齿轮中心线高度变位系效
轮缘斥度系数
所高系数
齿廊系数
载药作用丁E点时的齿廊系数
相对齿根表面浆况系数
应力修正系数
-rrKaeerkAca-
Ya ret
表1代号、含义及单位（续）
载荷作用于E点时的成力修正系数与标准试验齿轮寸有关的应力修正系效弯曲强度计算的尺寸系数
弯曲强度计算的璟旋角系数
相对齿根阅角敏减系数
静强度下的相对齿根圆角敏感系数齿数
分度圆压力角
齿预压力角
载荷作点F处的压力角
载尚作月点F处的载荷作爪负
螺旋角
威布尔分布数的形状参教
威布尔分市图数的信置参数
升降变载法中应力培革
或布尔分布网数的尺度参数
对数正态分布函数母体对数平均值中态分布函数甲体平均值
升降变载法中的平均值
升降变载法试验齿轮齿根弯由成方倍环特件系数U时的齿根应力
试验前预估疲劳投限应力
运轮材料的抗拉强度
试验齿轮齿根成力
试验齿轮弯曲疲芳极限应力
弯曲静强度值
试验齿轮静强度最大齿根弯成力疲芳极限应力
第条参考S-N曲线的疲芳极限应力对数止态分布丽数母体对数标准差正态分布函教母体标准差
可靠度R下的齿根弯曲披芳极限应力置信度C和可率度R下的齿根弯曲被芳极限应力单侧置信下限升降变载法初始齿根弯市应力
-riKaeerKAca-
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成rad
)或rad
\)或 rad
()或rad
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试验原理
4.1通过啮合运转（见图1）或脉动加载（见图2）.对试验齿轮的轮齿施加受控载尚，再现或模拟齿根的应力状态和数值，用以测定轮齿发生弯曲疲劳失效（或超过齿根应力循环基数N，后失效)时的循环次数，或测定给定循环次数（例如V）下轮齿发生弯曲疲失效时的应力（载尚）水平，经过刘试验数据的统计处埋.用以获取反映试验齿轮弯曲承载能力的\应力-循坏次数“曲线或“载衙-寿命”曲线”.或对不同材料、不向工艺、不同齿根形貌等条件下齿轮的弯曲疲劳性能进行对比，4
标引序号说明：
驱动装置：
试验（或陪试）齿轮箱：
可院加载装置（含失载停机功能）：转也转逼传感器、计数器等：
一陪试(或试验)齿翰箱、
图1运转型试验原理示例
标引序号说明：
可控脉动加载装置（含力测虽传感器、计数器等)：2
机架；
加载压头：
试验齿轮；
试验齿轮国定来具。
图2脉动型试验原理示例
[）“应力-循环次数“曲线或“载-寿命\曲线即S-曲线4
rrKaeerKAca-
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4.2由于疲劳试验数据的离散性不可避免，只右得到足够多的试验数据，其分布才具有一定的统计学意义，因此.在实际应用中若只能以有限的试验数据点进行分析或对比，应严格控制试验过程，并注意结论的局限性，
5试验目的
5.1基础数据测定
当采用特定材料、接照特定丁艺加工试验齿轮时，通过试验数据的处理，川以获得该类齿轮的弯曲疲劳极限应力或SN曲线，以此作为该材料和1艺的强度设计基础值：其体要求如下：a）对于高周疲劳寿命设计，应测定耐久性疲劳极限应力；h）对于有限寿命设计，应测定对应寿命区间的S-N山线：(）当a)和b)同时要求或没右明确要求时,应测定完整的S-V山线。试验方法见第7章5.2性能对比
5.2.1当采用不同材料或不同工艺加工的试验齿轮时·通过对试验数据的处理，可以评定不同因索对齿轮弯曲疲劳强度的影响。这些因素包括但不限于；—齿轮材料;
—齿轮热处理；
齿轮几何参数：
加工流程：
齿根机加（滚齿、插齿、铣齿等)；齿根表面处理(喷丸、超精加1、镀层等）：工作温度：
润滑油。
5.2.2依据5.2.1的对比，可以优化齿轮的材料、工艺、齿根设计等。为提高效率.经充分评估后，宜在有限寿命应力级下进行试验，试验点数应根据试验结果的离散性确定。册种用」对比的试验点数不宜少丁5个，
5.2.3如需要对比耐久性疲劳极限应力，应按照7.4或7.5的要求进行试验。5.3其他
除5.1和5.2以外，其他试验月的可由研究人员自行设定，例如探究齿轮弯曲疲劳失效机埋和主要原内，分析齿轮弯曲疲劳裂纹的生和稳定扩展过程，制定轮齿弯曲疲劳损伤的抑制方法等6试验型式
6.1总述
为了确定齿轮弯曲承载能力和疲劳强度，将试验齿轮副安装在试验台上进行运转加载的方式称为运转型试验（见图1）.将试验齿轮以专用火具固定在试验机上对轮齿进行脉动加载的方式称为脉动型试验（见图2）。当两种试验型式所得果存在差异时，应以运转型试验为雅。6.2运转型试验
6.2.1试验中，在指定载荷（转知)下循环一定次数后齿根出现弯曲疲劳失效或达到齿根应力循环基数-riKacerKAca-
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，而未失效时（称为“题出点”）.试验鉴终止并获得轮齿在当前试验监力值下的一个寿命值，形成一个数据纽（称为试验点”）。当试验过程无另常时，将该试验点称为“有效试验点”，否则称为“另带试验点”6.2.2试验出轮的齿根弯曲应应依根据GB/T3480.1和GB/T3480.3按公式（1)计算：F,.K..K,.K..K.KYFYs.Y.Y,.Ym
b·m,.Ysr.Yalr.Yerl.-Yx
试验齿轮端面内分度圆周上的名义切问力，单位为牛顿(N)：使用系数：
均载系数,本文件中 K-1；
动载系数：
弯曲强度计算时的齿间载荷分配系数：弯曲强度计算时的螺旋线载荷分布系数；齿率系数：
应力修正系数
弯山强度计算时的螺旋角系数；轮缘厚度系数：
齿高系数；
工作齿宽，单位为毫米（mm）；法向模数，单位为毫米（mm）：与标准试验齿轮尺寸有关的应力修正系数：相对齿根圆角敏感系数：
相对齿根表面状况系数：
弯山强度计笠的尺小系数。
3脉动型试验
6.3.1试验中，在试验轮齿靠近齿顶的有效渐儿线位置施加设定的脉动裁荷，循环定次数且至齿根出现弯出疲劳失效或越出时，试验悠止并炭得轮齿在该试验应下的一个存命数据6.3.2试验齿轮不作齿合运转，载荷仅施而在试验轮齿上，每个试验齿轮可得若于试验点，但所选取的试验轮齿与承受过载尚的轮齿（包括支撑齿）至少成问隔一个轮齿6.3.3试验轮齿在E点被加载时产牛的齿根弯曲应力按公式（2)和公式（3）计算：F,-YYstYp-Ye
\-b.m..Ym.Yomt.YRali.Y.
(1-r)n
武中：
.（3)
脉动卵载状态下循环特性系数r子0时的齿根应力，单位为牛顿每平方毫米（N/mm)：经过适当修正后循环特性系数=0时的齿根应力，单位为牛顿每平方尝米(V/mm）；YEE
载荷作用于E点时的齿廊系数，见GB/T3480.3；E点的确定见附录A；载荷作用丁E点时的应力修正系数，见GB/T3180.3；齿轮材料的抗拉强度，单为牛顿每平方毫米（N/mtm）；循环特性系数，在试验期间要求为一常数，且0.05。-rKaeerkca-
7试验方法
7.1总述
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齿轮曲疲劳试验有多种数据组合方法，如常规成组法、少点组合法、升降变载法、阶梯增载法等在试验方案制定阶段，宣根据试验口的和试验周期进行合理选择。7.2常规成组法
7.2.1该法是在多个应力级下成组进行疲劳寿命试验·并通过统计处理得到不同可靠度下疲劳曲线的一种试验方法。该法可用比较准确地测定试验齿轮有限寿命区间内“可靠度-虚力-循环次数”曲线（“RSN\曲线）+也可用丁预估齿根弯曲疲劳极限应力li7.2.2试验时，通常取4个或5个应力级，每个应力级下应有不少于5个试验点：最高应力级与次高应力级的应力间厢以总试验应力范用的40%～50%为宜.随着应力的降低，应力级间隔应逐渐减小，见图3，最高成力级试验点的循环次数成不少」1入10，最低成力级成右越出点7.2.3当以不同材料、不同1艺、不同齿根形貌的出轮进行对比试验时，可按该法得到不同的RSN山线。为合理地缩短试验周期，也可取2个或3个应力级进行成组对比，250%or rir
180%cwm
140% g tim
Cr hin
标引序号说明：
失效点：
越出点（括号中的数字代表尴出点个数)。105
图3常规成组法示意
7.3少点组合法
7.3.1该法是在多个应力级下进行较少数量点的疫劳寿命试验，通过数据拟合得到S-N山线，该法可用于测定试验齿轮有限寿命区问内30%可靠度下的S-V曲线，也可用于预估齿根弯曲疲劳极限应方，或可用丁不同材料、不同工艺、不向齿根形貌下试验齿轮弯曲疲男性能的对比测试。7.3.2试验时，通常取4个10个应力级，每个应力级下应取1个～~4个试验点（不包括越出点），总的试验点数不宜少于7个。所设置的应力级应在有限寿命区间内合理分布，见图4.原则是：在高应方级区.应力级问隔可适当加大：在低应力级区，应力级问隔可适当减小；在最低应力级，应出现越出点。7
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250%fplim
180%og mm
140%ytim
标引序号说明：
失效点！
越山点（号中的数字代表越而点个数)。xx
图4少点组合法示意
7.4升降变载法
7.4.1该法尼给定循环次数后，在预估疲劳极限应力0附近设置多个应力级，侬依据试验点失效或越出的升降分布统计得山疲劳极限应力，该法可用于比较准确地测定齿根弯曲疲劳极限应力际。7.4.2试验时，当前试件加载的应力级应由前一试件的试验结果决定：当前一试件为“失效”时，该试件加载的应力级应降低一级；“越出\时，则增高一级。“失效”和“越出“应配对出现。试验过程通常取4个~6个应力级，相邻应力级的差值宜收△g一（0.04~0.06)c证，考虑试验周期.所需试验点总数不宜少于20个。最后的有效试验点后的预测点应与第个有效点应力水平同级。见图5，um
标引序号说明：
效点：
越出点。
图5升降变载法示意
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