5齿面接触强度计算
5.1基本计算式
进行齿轮齿面接触强度验算时，须分别计算大、小齿轮的许用传递功率，其值必须大于要求的当量功率，即
5.2系数CH1
CH1是考虑小齿轮转速n1和齿数比u对接触疲劳强度的影响。
CH1=52.4×10-3n1u/(u±1)……………………（9）
式中的“+”用于外啮合传动，“-”用于内啮合传动。
CH1的图解线图见图1、图2。图1用于外啮合传动，图2用于内啮合传动。
5.3系数CH2
CH2是考虑节点区域系数ZH、重合度系数Zε及螺旋角系数Zβ对接触疲劳强度的影响。
CH2=1/（ZHZεZβ）2……………………（10）
当αn=20时，CH2的图解线图见图3。
图1系数CH1（外啮合）
图2系数CH1（内啮合）
图3系数CH2
5.4系数CH3
CH3是考虑齿轮的主要尺寸齿宽b、小轮的分度圆直径d1和齿向载荷分布系数KHβ及齿间载荷分配系数KHα对接触强度的影响。
CH3=bd1210-3/(KHβKHα)……………………（11）
CH3的图解线图见图4至图7。
图4和图5适用于KAKVFt/b≥400N/mm的软齿面齿轮及软硬齿面配对齿轮；当KAKVFt/b＜400N/mm时，应将由图中查得的CH3值乘以修正系数CK、CK由图8查取（图中齿轮精度为第Ⅱ公差组5、6、7、8、9级精度）。
图6和图7适用于KAKVFt/b≥800N/mm的硬齿面齿轮；当KAKVFt/b＜800N/mm时，应将由图中查得的CH3值乘以修正系数CK、CK由图9查取（图中齿轮精度为第Ⅱ公差组5、6、7、8、9级精度）。KHα按表5查取。
表5齿间载荷分配系数KHα
图4用于软齿面齿轮及软、硬功夫齿面配对齿轮的CH3
实线——5级精度经跑合；虚线——8级精度未经跑合；
其他精度等级的齿轮需用插值法确定；若大、小齿轮精度
等级不同，则按两者中较低的精度等级查图
图5用于软齿面齿轮及软、硬齿面配对齿轮的CH3值
实线——5级精度经跑合；虚线——8级精度未经跑合；
其他精度等级的齿轮需用插值法确定；若大、小齿轮精度等级不同，
则按两者中较低的精度等级查图
图6硬齿面齿轮的CH3值
实线——5级精度经跑合；虚线——8级精度未经跑合；
其他精度等级的齿轮需用插值法确定；若大、小齿轮精度等级不同，
则按两者中较低的精度等级查图
图7硬齿面齿轮的CH3值
实线——5级精度经跑合；虚线——8级精度未经跑合；
其他精度等级的齿轮需用插值法确定；若大、小齿轮精度等级不同，
则按两者中较低的精度等级查图
图8 CH3修正系数CK（软齿面及软硬齿面配对齿轮）
图9 CH3的修正系数CK（硬齿面齿轮）
5.5系数CH4
齿面间的润滑状况影响齿面的承载能力。CH4是考虑润滑油的粘度、节点线速度和齿面粗糙度对形成润滑油膜的影响。
CH4=（ZLZVZR）2………………………………（12）
CH4的图解线图见图10，图11、图10用于硬齿面齿轮；图11用于软齿面和短时间气体或液体氮化齿轮。图10及图11中齿轮精度为Ⅱ组精度。
图10硬齿面齿轮的CH4值
图11软齿面和短时气体或液体氮化齿轮的CH4值
5.6试验齿轮的接触疲劳极限σHlim
试验齿轮的接触疲劳极限σHlim可按图12查取。图中的σHlim值是试验齿轮在持久寿命期内失效概率为1%时的齿面接触疲劳极限。图中
ML表示对用于齿轮的材料和热处理质量的量低要求；
MQ表示可以由有经验的工业齿轮制造者以合理的生产成本来达到的中等质量要求；
ME表示制造最高承载能力齿轮对材料和热处理的质量要求。
ML、MQ、ME级质量要求的材料性能以及热处理要求，见GB8539。
对于工业齿轮，通常按MQ级质量要求选取σHlim值。
图12试验齿轮的接触疲劳极限σHlim
5.7齿面工作硬化系数ZW
ZW是考虑经光整加工的硬齿面小齿轮在运转过程中对调质钢大齿轮面产生冷作硬化，从而使大齿轮的许用接触应力得到提高的系数。
对硬度范围为130≤HB≤470的调质钢或结构钢的齿轮与齿面光滑（Ra≤1μm或Rz≤6.3μm）的硬化小齿轮相啮合时，ZW按式（13）计算或按图13查取。
ZW=1.2-(HB-130)/1700……………………（13）
当不符合上述条件时，取ZW=1。
图13工作硬化系数ZW
5.8接触强度计算的尺寸系数ZX
ZX是考虑齿轮的尺寸大小等因素对齿面接触强度的影响。其值可按图14查取。
图14接触强度计算的尺寸系数ZX
a—调质钢、正火钢波劳强度，静强度所有材料；b—短时间液体或气体氮化、长时间气体氮化钢；c—渗碳淬火、感应或火焰淬火表面硬化钢
5.9接触强度计算的寿命系数ZNT
ZNT是考虑当齿轮只要求有限寿命（NL＜N∞）时，齿轮许用接触应力可以提高的系数。
ZNT由图15查取。
对变载荷，应力循环次数NL应为当量应力循环次数。见附录A（参考件）。
图15寿命系数ZNT
5.10弹性系数ZE
ZE是考虑材料弹性模量E和泊松比v对赫兹应力的影响。其值见表6。
表6常用齿轮材料配对的ZE值
|
齿轮1 |
齿轮2 |
Z E，  |
|
钢 |
钢 |
189.8 |
|
铸钢 |
188.9 |
|
球墨铸铁 |
181.4 |
|
灰铸铁 |
162.0～165.4 |
|
铸钢 |
铸钢 |
188.0 |
|
球墨铸铁 |
180.5 |
|
灰铸铁 |
161.4 |
|
球墨铸铁 |
球墨铸铁 |
173.9 |
|
灰铸铁 |
156.6 |
|
灰铸铁 |
灰铸铁 |
143.7～146.0 |
5.11接触疲劳强度的最小安全系数SHlim
在使用本标准推荐的最小安全系数时，应满足下列条件：
5.11.1齿轮应合乎质量要求（齿轮精度、材料质量及热处理质量）。
5.11.2应清楚使用条件（如：实际载荷、装配精度、驱动与被驱动之间的联接、润滑及维修保养、控制装置）。
5.11.3齿轮的失效概率1%。
在危险性较大及可靠性要求较高的情况下应选取较大的安全系数。
最小安全系数的确定，建议由设计制造部门与用商定。
本标准推荐取最小安全系数：
SHlim=1……………………（14）
