GB/T 3480.5-2021.Calculation of load capacity of spur and helical gears-Part 5 :Strength and quality of materials.
1范围
GB/T 3480.5给出了齿面接触强度极限和齿根弯曲强度极限,并提供了推荐值。本文件还规定了材料质量和热处理的技术要求,并说明了其对强度极限的影响。
GB/T 3480.5的推荐值适用于ISO 6336-2、ISO 6336-3及ISO 6336-6中的强度计算,适用于工业齿轮、高速齿轮及船用齿轮产品,也可用于ISO 10300中锥齿轮承载能力的计算。本文件可用于上述标准中所涉及的啮合状态、基本齿条齿廓、齿廓参数、结构设计等,计算结果与采用ISO 6336-1和ISO 10300-1的计算符合性很好。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范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。
ISO 53通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准 基本齿条齿廓(Cylindrical gears for general and heavy engineering- Standard basic rack tooth profile)
ISO 642钢淬透性的末端淬火试验方法(Jominy试验)[Steel一Hardenability test by end quenching (Jominy test)]
ISO 643: 2012钢表征晶粒度的金相测定法( Steels- Micrographic determination of the apparent grain size)

ICS21.200
CCS 1 17
中华人民共和国国家标准
GB/T3480.5—2021/IS06336-5:2016代替GB/T3480.5—2008
直齿轮和斜齿轮承载能力计算
第5部分：材料的强度和质量
Calculation of load capacity of spur and helical gears-Part 5:Strength and quality of materials(ISO6336-5:2016.IDT)
2021-05-21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
GB/T 3480.5—2021/IS0 6336-5:2016前
规范性引用文件
3术语、定义与符号
齿轮疲劳强度极限值的确定力法4.1
本义件中的疲劳极限
5.2接触疲劳极限um
5.3弯曲疲劳极限arl和orE
5.4OHLOFL和OFE图的说明
5.5H和oF的计算
5.6表而硬化齿轮的渗层深度
6材料质量及热处理工艺要求.
股原则
正火低碳锻钢或铸钢、普通碳素钢6.2
黑心可锻铸铁
H他材料
抛丸机械清埋
强化喷丸
附录A（资料性)
附录13（资料性）
参考文献
调质齿轮控制截而尺寸的确定
心部硬度系数
rrKaeerKAca-
GB/T 3480.5—2021/1S0 6336-5:2016本文件按照GB/T1.12020%标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T3480《直齿轮和斜齿轮承载能力计算》的第5部分。GB/T3480己经发布以下部分：
第1部分：基本原理、概述及通用影响系数；一第2部分：齿而接触强度(点蚀)计算；第3部分：轮齿弯曲强度计算：
一第5部分：材料的强度和质量；一第6部分：变载荷条件下的使用寿命计算。本文件代替GB/T3480.52008《直齿轮和斜齿轮承载能力计算第5部分：材料的强度和质量》与GB/T3480.5—2008相比，主要技术变化如下：a）更改了适用范固，增加了“1IS06336-6和锥齿轮计算内容（见第【章，2008年版的第1章）；b)
史收了术语和定义，增加了IS0）6336-1”的引用（见第3章，2008年版的第3章）：c
增加了\Br法\（见4.4)；
调质合金钢MF线由实线更改为虑线（见图5.2008年版的图5）；e)
史改了部分材料的引用标准（见表1各注.2008年版的表1各注）；删除了某此材料\硬化层深度可根据经验确定\的表述（见图13~图16中的注，2008年版的f）
图13～图16 中的注)；
史收了材料与热处理的一般原则（见6.1.2008年版的6.1)：g）
多处史改厂材料的质量及热处理要求（见表2~表8，2008年版的表2～表8）.例如史改「h)
亮层要求，将.e-/氮化物比率8”改为\且/8”（见表7中的第10项，2008年版的表7中的第10项）；
史改了喷T艺（见6.7，2008年版的6.7）；i）
i）删除了2008版附录（。
本文件使用翻译法等同采用IS0）6336-5：2016《占齿轮和斜齿轮承载能力计算第5部分：材料的强度和质量》
与本文件中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：GB/T225—2006钢率透性的末端率火试验方法（Jominy试验）（ISO642:1999IDT）-G[3/T1356—2001通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿廓（idlt1S053：1998)GB/T3374.12010齿轮术语和定义，第1部分：儿何学定义（ISO1122-11998,IDT）-GB/T3480.1-2019古齿轮和斜齿轮承载能力计算第1部分：基本原埋、概述及通用影响系数（1S06336-1：2006,IDT)
GB/T3480.22021占齿轮和斜齿轮承载能力计算第2部分：齿面接触强度（点蚀）计算(ISO 6336 2:2019.IDT)
G3/T 3180.3—2021
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(ISO 6336-3:2019.IDT)
-GB/T5617—2005钢的感应济火或火焰火后有效硬化深度的测定（ISO3754：1976，NEQ）
-riKaeerKAca-
GB/T 3480.5—2021/IS06336-5:2016—GB/T9450—2005钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核（ISO2639：2002，M0D）—G3/T10095.—2008圆柱齿轮精度制第1部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值(1SO 1328-1 :1995,IDT)
GB/T105612005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法（IS）4967：1998.IDT)
GB/T13304.2—2008
钢分类第2部分：按主要质量等级和主要性能或使用特性的分类(1S0) 4918-2:198.M0D)
G3/T178791999齿轮磨削后表面回火的没蚀检验（idt1S0)11101：[995）GB/T182532018钢及钢品检验文件的类型（IS）10474：2013.IDT）GB/T33362—2016
5金属材料硬度值的换算（ISO）18265：2013.ID)T）-GB/T34484.1—2017
热处理钢第1部分：非合金钢（IS06831：2016，MOD)）—（3/T34484.2—2018热处理钢第2部分：火及回火合金钢（1S0683-2：2016.M0)）GB/T376182019渗氮钢(IS0 683-5:2017.M0D))本文件做了下列编辑性修改：
将IS053365：2016之5.3.2中的符号\Yr\和\Ym\分别收为\Y\和\Y#\；一将参考文献ISO11221列人第2章清单，在参考文献中增『ISO10300（所有部分）；一将1S06336-5：2016表【的注改为表1的段，本文件由全国齿轮标化技术委员会（SAC/TC52）提出开归口。本义件起草单位：郑州机械研究所有限公司、浙江双环传动机械股份有限公司、南京高速内轮制造有限公司、重庆齿轮箱有限责任公司、四安法工特汽车传动有限公司、大连创新齿轮箱制造有限公司、浙江中柴机器有限公司、郑州中机轨道交通装备科技有限公司、恭江齿轮传动有限公司、洛阳科大格尔传动研究院有限公司、江苏中工高端装备研究院有限公司、南京科润工业介质股份有限公司、郑州高端装备与信息产业技术研究院有限公司、中机生产力促进中心。不义件主要起草人：陈国民、王志刚、牛方斌、李海度、注正兵、胡昭南刘义、林太军、何孟兴、李宝奎、成崎、吴长鸿、朱白智、聂晓霖、刘波、任素红、卢金生、邓效忠、王长路、管洪杰、范瑞丽、张游涛、李五川、陆学利、左永平、赵建华、弓宇、陆车.本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：1987年首次发布为G1385391987《齿轮材料及热处理质量检验的一般规定》，2000年第一次修订；
——2008午第二次修订时，收为GB/T3480.5—2008%占齿轮和斜闪轮承载能力计算第5部分：材料的强度和质量》；
一本次为第次修订。
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GB/T3480.5—2021/1S06336-5:2016GB/T3480系列构成了渐开线圆柱齿轮（内齿或外齿)承载能力计算的体系，考虑了以往实际经验的总结和将来新型技术的应用。本文件所列山的齿轮疲劳强度数据的变化范用能较大：这是山丁化学组分波动、材料缺陷、儿何结构、热加工（如棒材类型、锻轧、锻造比）、热处埋工艺及残余应力等因索导致：本文件中各表列出了齿轮强度的主要影响因索和不同材料质量等级的技术要求，这些因索对于齿轮接触疲劳度和弯曲疲劳强度的影响义在各图中反唤出米。本文件涉及最常用的齿轮材料及热处理工艺，而不涉及特殊材料、特殊热处理或加工工艺。另外，本文件对各种材料、特种加工或热处理工艺的适用性也不作评价rrKaeerkAca
-riKacerKAca-
1范围
GB/T 3480.5—2021/ISO 6336-5:2016直齿轮和斜齿轮承载能力计算
第5部分：材料的强度和质量
本文件给出齿而接触强度极限和齿根弯曲强度极限，并提供了推荐值。本文件还规定「材料质量和热处理的技术要求，并说明了其对强度极限的影响。本文件的推荐值适用丁IS06336-2IS6336-3及ISO6336-6中的强度计算，适用丁上业齿轮、高速齿轮及船用齿轮产品，也可用丁IS010300中锥齿轮承载能力的计算：本支件可用丁上述标准中所涉及的啮合状态、基本齿条齿廓、齿廓参数、结构设计等，计算结果与采用IS063361和IS0103001的计算符合性很好
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范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，仪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。
ISO53通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿（Cylindricalgrarsforgcncralandheavy engineering Standard basic rack looth profile)ISO642钢率透性的末端浮火试验方法（Jominy试验）LSteel-Hardenabilityles1byendquenching(Jominytest)」
1S0613:2012钢
表征品粒度的金朴测定法（Stecls一Micrographicdetermination of thcapparcnt grain sizc)
IS683-1热处理钢、合金钢和易切削钢第1部分：非合金钢（Heat-trealablesleels，alloysteels and free-cutting steels—-Part l:Non-alloy steels for quenching andl lernpering)IS(6832热处埋钢、合金钢和易切削钢第2部分：济火及回火合金钢（IIeattreatablesteels，alloy steels and frcc-cutting stecls-Part 2:Alloy stecls for qucnching and tempering)ISO）683-3热处理钢、合金钢和易切削钢第3部分：渗碳率火钢（Hcat-trcatablcstcrls，alloysteels and frec-cutting steels Part B; Casc-hardening steels)IS0）683-4热处理钢、合金钢和易切削钢第4部分：易切削钢（Heal-trealable81eels，alloysteels and free cutting steelsPart 4:Free cutting steels)ISO6835热处理钢、合金钢和易切削钢第5部分：渗氮钢（IIeattreatablesteels.alloysteelsand frcc-cutting stecls—Part 5: Nitriding stecls)IS1122-1齿轮术语和定义第1部分：几何学定义（Vocahularyofgcartcrms一Part1：Def-initions related to geometry)IS(）13281圆柱内轮精度制第1部分：轮齿同侧面偏差的定义和允许值（Cylindricalgears-ISO system of flank tolerance elassification-Part l: Definitions and allowable values of devialtions rclevant to flanks of gcar tecth)ISO2639钢件渗碳率火硬化层深度的测定和校核（StcclsIDctcrminationand verificationofthudepth ol carburizedl and hardened cases1
-riKaeerKAca-
GB/T3480.5—2021/IS06336-5:2016ISO3754钢的感应济火或火焰济火后有效硕化层深度的测定（Steels—Determinationtfeffective depth of hardening afterflame orinduction hardeningISO49482钢分类第2部分：按照主要质量等级和主要性能或使用特性的分类（Steels一Classification-Part 2.Classification of unalloycd and alloy stecls according to main quality classes andnainpropertyorapplicationcharacteristics)ISO4967钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法（SteelDeterminationofcontent of non-mctallic inclusion: Micrographic mcthod using standard diagrams)ISO）63361直齿轮和斜齿轮承载能力计算第1部分：基本原埋概述及通用影响系数（Calculaltion of load capacity of spur and helical gcars-Part I: Basic principles, introduction and gcncral influ-tnce faelors)
ISO63362直齿轮和斜齿轮承载能力计算第2部分：齿而接触强度（点蚀）计算Calculation tfloadl capacity ol spur anl helical gears Pari 2: Caleulation ol surlace durability (pitting)ISO63363:2006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（Calculationofload capacity of spur and helical gcars-Part 3: Calculation of tooth hending strcngth)ISO9443热轧棒材及线材衣面质量等级（Surfacequalityclassesforhotrolledbarsandwirerod)
ISO10474钢及钢产品检验文件的奖型（Steeland steelproductsInspectiondocuments）ISO14104齿轮齿而磨削烧伤的化学浸蚀检测方法（Gears—Surfacetemperetch inspection tifter grinding.chemical mcthod)ISO18265金属材料硬度值的换算（Metallicmaterials—Conversionofhardnessvalues）EN10204金属产品检验文件的类型（Metallicproducts一Types ofinspectiondocuments）EN10228-1钢锻件的光损检测第1部分：磁粉探伤（Von-desructivelestingofsleelForgingsPart l: Magnetic particle inspection)EN0228-3钢锻件的无损检测第3部分：素体及马氏体组织的超声波探伤（Von-destructivotesting ol steel forgings Part 3: Ultrasonic lesting of ferritic or martensitic steel forgings)ENl030s无损检测钢棒的超声波检测（Non-dcstructivetesting—Ultrasonictcstingof steclbars)
ASTMA388-o1人型钢材锻件的超声波探伤规范（Standardpracticeforultrasoniccxaminatiorof steel forgings)
ASTMA609-9l铸件、碳钢、低合金钢和马氏休不锈钢的超声波探伤规范（Standardpracticrforcastings, carbon, low-alloy, and martensitic stainless steel, ulirasonic exaininalion thereolyASTME42800超声波探伤标块的制作与控制规范（Standard practice for fabrication andcontrol of nelal, other than aluninum, relerence blocks used in ultrasonic testing)ASTME144401磁粉探i规范（Standardpracticeformagneticparticleexamination）3术语、定义与符号
IS01121-1界定的术和定义、IS0)6336-1界定的符号与单位适用于本文件。国际标准化组织和国际电工委员会在以下网址维扩用丁标准化的术语数据库：-IEChttp://clectropedia.org/ISohtup://iso.org/obp
1）美国试验与材料协会
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4齿轮疲劳强度极限值的确定方法4.1总则
GB/T3480.5—2021/1S06336-5:2016各种材料及其状态下的接触疲劳极限和弯曲疲劳极限优先通过齿轮运转试验的方法确定，而试验条件和试件尺寸应尽量与所关注齿轮的实际使用条件及尺寸一致，当评价台架试验结果和生产现场数据时，要确认其是否包括了影响许用应力的各种因素。例如，在确定齿而接触强度时，要考虑润滑条件，表而粗糙度和齿轮结构的影响；在确定齿根弯而强度时，要考虑齿根过渡圆角半径、表面粗箍度和齿轮结构的影响。如果源于试验或生产现场的许用应力考虑了某一特定因素，则在ISO）63362或ISO63363计算程序中的朴关系数可取1.0.4.2A法
接触疲劳极限和弯曲疲劳极限由齿轮运转试验得到，试件齿轮成与关注齿轮尽寸基本相同，试验条件也应尽量接近以轮的使用条件。4.3B法
接触疲劳极限和弯曲疲劳极限是山基准试验齿轮在基准条件下的台架试验得到，弯曲疲费极限也可由脉动试验得到，并要考虑实际经验。5,2和5.3中「述极限值正是这样确定的疲劳极限分为ME、MQ和ML三个等级：恰当的等级选择可根据产品奖型和质量控制经验·依照第6章的表述。
接触疲劳限通过滚了接触疲劳试验方法而得到。应该注意，这种试验数据往往高于轮齿的接触疲劳极限，
弯曲疲劳极限通过带有缺口试样的试验得到，应注意两点：是试样缺口半径与厚度之比成近似等丁齿根危险截面圆角平径与齿根危险截面弦长之比，二是试样衣面状态也应接近内根圆角处的表面状态。在评估诚验数据时，需要说明的是试验件通常只承受单一脉动弯曲应力，而实际轮齿的齿根圆角要承受复合的弯曲、剪切和压应力：各种材料的强度值川从试验获得，或从参考文献中查阅4.6B.法
弯曲强度极限通过无缺口试样的试验得到：分析试验结果时应注意4.5所述。考虑到缺口敏感性的影响，计算中应包括实际缺口形状及缺口系数，由于这些因素的变化，疲劳被限值（许用应力值)会有很大差异：不同材料的强度据可查阅己有试验数据或参考文献5本文件中的疲劳极限——B法
5.1应用
镀劳极限估可以从图【~图[6得到，或由公式（2)加表1计登得出图1~图16所示接触疲劳极限和弯疲劳极限的前提是己经根据齿轮尺寸止确地选择「材料成分、热处理工艺及检测方法，
-riKacerKAca-
GB/T3480.5—2021/IS06336-5:2016对于呆些材料如果有可用的试验数据，也可以此代替图1～图16中的值。本义件中所用数据全部经过试验和实用验证，本文件中的数据是在「%火效概率下得到的，其他失效概率下的数据，可在此基础1通过统计分析处理进行修正。们这种修正应特别谨慎，或名要求进行附加的验证试验，或名应提供详实的数据米源.以支持该失效概率下的数据置信度如要得到其他失效概率（可靠度）下的数据，应刘αHliαlil和FE以适合的“可靠度系数”迹行修正。经过修正的强度值，在符号下加角标以表小相应的失效概率（例如10%失效概率时的应万值表小为ll）。疲男试验结果的统计分析见参考文献[9_：图9和图10给出的接触疲劳被限和曲疲劳极限是基于有效硬化层深度为0.15m至0.2m：的精加工齿轮：
对丁沿内廊感应率火、渗氮、碳氮共渗及氮碳共渗的齿轮，衣面硬度值对丁强度的影响还不能准确判定，但内面上其他与材料和热处理有关的因素划强度的影响却是肯是的在某些情况下，本文件并未覆盖全部硬度范用，其应用区域作图1~图16中山线的长度标示，表而硬化钢（图9图16)以IIV硬度为基准坐标.而以IIRC作为参考坐标。两种硬度值的换觉美系表见ISO18265
5.2接触疲劳极限GH lim
在某一接触应力下运转到规定的应力循环次数而未发生扩展性点蚀，即得到接触疲劳极限01m。对于某些材料，耐久性疲劳强度范国的起始点指IS06336-2中各种材料存命系数%vr所对应的转数（循环次数）。例如，对丁渗碳率火、调质及感应率火内轮，均以5×10转数为耐久性疲男强度的起始值。
图1、图3、图5、图7、图9、图11、图13及图15中的6H值是基于下列基准试验条件和基准试验闪轮参数”：
一中心距
一螺旋角
一模数
—齿面粗糙度
节圆线速度
——润清剂黏度
一相同材料的配对内轮
—齿轮精度等级
—齿宽
一载荷影响系数
α-100mm
3=0(Z2,=1)
m=(3-5)mm(Zx=1)
R-3 μm(Zr=1)
u=10 m/s(Z,=1)
Vs:=100 mm/s(Zi.=1)
(Zw=1)
ISO13281中的4级~6级
b=10mm~20mm
KA=K=K=1
当齿面损伤达到下列情况时，试验轮齿可判为失效：对于调质齿轮，损伤而积达到所有下作齿而的2%：对于表而破化齿轮，损伤而积达到所有T作齿而的0.5为或单个十作齿面的4%。该判批只用于试验分析，而不针对齿轮产品。
5.3弯曲疲劳极限Grlm和a
5.3.1试验齿轮的弯曲疲劳极限arlm6rlm通过基准试验齿轮（见ISO63363)的试验获得.该值考虑「材料、热处理、齿根圆角表而粗超2）在不同试验条件下得到的数据可根据基准条件修止。应注意的是：01量不是连续载荷下的接触应力，而是ISO6336-2规定的载何循坏次数下非扩展性点仙损伤的接触应力上限。iKaeerkAca-
度等因素，
5.3.2齿轮材料的弯曲疲劳极限amGB/T 3480.5—2021/1S0 6336-5:20160FE（见IS）6336-3)是无缺口试样的基础弯曲强度，假设材料（含热处理工艺）为完全弹性状态：OFEOFEn·YSH
基准试验齿轮的应力修正系数YsT—2.0。对于人多数材料，3×10°应力循环次数可作为耐久性疲劳强度范国的起始点（见IS）6336-3中的存命系数）。图2、图4、图6、图8、图10、图12、图14和图16中的睡和5是基丁下列基准试验条件及如下基准试验齿轮参数（见5.2）：
螺旋角
应力修正系数
缺口参数
齿根圆角处的粗糙度
齿轮精度等级
基本齿条
载荷系数
5.3.3双向载荷弯曲疲劳极限
β-0(Yr-1)bzxz.net
m-(3--5)mm(Yx-1)
Qg=2.5(Yar=1)
Rz=10 μm(Yk=1)
ISO1328-1中的4级~～~7级
6=-10mm~50mm
K.=Kv=K-K=l
图2、图4、图6、图8、图10、图12、图11和图16中的弯曲疲劳极限值适用于轮齿单向载荷。当存在反向满载时，应减小值。在最不利的条件下（例如每次双向载荷都相等的中问轮），F虚和E值应乘以0.7，当反间载荷不经常出现时，可根据内轮使用过程中预期的反向载荷情况选择一个适当的系数。这部分内容见ISO63363:2006中的附录B5.4CHi、Gru和a图的说明
对于超出图1~图16中硬度范国的接触疲劳被限和弯曲疲劳被限值,可由供需双方在使用经验的基础上协商确定：
5.56Him和m的计算
基于图1图16的接触疲劳搬限H和弯曲疲劳搬限可按照以下公式计算：G Gia.
式中：
——最终表面硬度IIBW或IIV；
A,B ——常数(见表 1)
表而破度范围应严格控制在表中最低和最高硬度值之间.并与图【图16结合起来使用，-rrKaeerkAca-
GB/T3480.5—2021/ISO6336-5:2016序号
正火低機纲/
质锻钢
材质类型
auim和arim的计算
正火低锻钢
正火低碳锻钢
黑心可锻待铁
球墨铸铁
灰口铸铁
黑心可锻铸铁
球幽铸铁
灰口铸铁
合金钢
合金钢
St(铸态)
S(铸态)
(珠光体）
（珠光体）
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