4.2当量切向力、当量转矩、当量功率
当传递的载荷非恒定时，既要考虑尖峰载荷及基循环次数，又要考虑中间载荷及其循环次数。这类载荷按工作循环次数划分。并可用载荷图谱表示。此时，应按工作循环次数下的累积疲劳效应计算齿轮的强度。变载荷下的齿轮强度计算方法见GB/T3480-1997的附录B。
4.3最大切向力、最大转矩、最大功率
在变载荷下，最大切向力Ftmax（或对应的最大转矩Tmax，最大功率Pmax）的大小可由合适的安全离合器限定。当相应于静应力极限的抗点蚀与抗折断的安全系数确定后（见第5章、第6章），Fmax、Tmax、Pmax应是已知的。
4.4使用系数KA
为了补偿由于外部因素引起的齿轮载荷增加，用使用系数KA来调节各义载荷Fr。这种附加载荷主要取决于原动机和从动机的特性以及包括轴和联轴器在内的系统的质量和刚度。
使用系数的大小建议由用户和制造商或设计者协商确定。
KA可通过精密测量和对传动系统的全面分析，或根据可靠的现场经验来确定（见4.2）。
如果没有可靠的数据，即使在初步设计阶段，也可采用附录C中推荐的KA值，这些KA值是在最小安全系数为1.25时得出的。
4.5动载系数KV
动载系数是包含内部附加动载荷在内的轮齿上的总载荷与轮与传递的切向载荷之比。
本标准的计算方法假定：齿轮副由一个基本单质量弹簧系统组成，这个系统包括小齿轮和大齿轮的综合质量和轮齿的啮合刚度。该方法还假定每个齿轮副象单级齿轮副一样，即不考虑多级传动中其他各级的相互影响。这个假定仅适用于大齿轮和小齿轮的当量轴的扭转刚度（在齿轮的基圆半径处测量）小于啮合刚度时的情况。刚性轴的处理方法见4.5.2和附录B中B1。
由轴及其连结的质量的扭转振动所产生的力不包括在KV中，这些力应包括在其他外部力中（如在使用系数中考虑）。
在多分支齿轮传动中，有多个固有频率，这些固有频率与单对齿传输线啮合时齿轮副的固有频率相比，或高或低。当这些齿轮在临界区运转时，建议用测量或对整个系统作全面的动力学分析确定（参见GB/T3480-1997中6.2或ISO 6336-1中6.2中的A法）。
计算KV时的单位载荷用Fteq/b或FtKA/b。当FtKA/b或Fteq/b小于100N/mm时，用100N/mm。
当FtKA/b＜50N/mm时，尤其是对高速动转的低精度直齿轮或斜齿轮，存在着很大的振动危险（有时会造成脱啮）。
4.5.1确定KV的参数计算
4.5.1.1诱导质量mred
a)单级齿传输线副诱导质量
式中：mred——齿轮副转换到啮合线上的单位齿宽诱导质量，kg/mm；
m1*，m2*——小轮及大轮转化到啮合线上的单位齿宽当量质量，kg/mm；
式中：J1、J2——小轮及大轮单位齿宽的转动惯量，kg·mm2/mm；
rb1、rb2——小轮及大轮的基圆半径，mm。
b)多级齿轮副诱导质量
见附录B。
c)非常规设计齿轮的诱导质量
下列情况的诱导质量计算，见附录B：
——齿高中部的直径dm1大约等于轴径的轴齿轮；
——两个刚性联接的同轴齿轮；
——由两个小齿轮驱动的大齿轮；
——行星齿轮；
——惰轮。
4.5.1.2齿轮副临界转速
a)小齿轮临界转速nE1
式中：nE1——小齿轮临界转速，r/min；
z1——小齿轮齿数；
Cγ——啮合刚度，N/（mm·μm），见附录A。
b)临界转速比N
小齿传输线转速与临界转速的比值称为临界转速比：
由于轴、轴承、箱体等的刚度及相应的阻尼未考虑，因此，临界转速可能高于或低于由式（9）计算的值。为安全起见，临界区域的界际为：
Ns＜N≤1.15…………………………（11）
临界转速比的下限NS可按下面两种情况确定。
当载荷FtKA/b＜100N/mm时
当FtKA/b≥100N/mm时
NS=0.85………………………………（13）
4.5.1.3齿轮精度与跑合参数BP，Bf，BK
BP，Bf，BK分别为考虑齿距偏差、齿廓偏差和齿廓修形对动载荷影响的无量纲参数4）。（齿顶修缘仅用于GB/T 10095规定的0～5级齿轮。）
式中：c′——单对齿刚度，N/(mm·μm)；
b——对齿轮的较小齿宽，mm；
Ca——设计修缘量，μm；沿齿廓法线方向计量，当无修缘时：取Ca=Cay，Cay为由跑合产生的齿顶磨合量（μm），Cay按下式计算：
当大、小齿轮材料不同时
Cay=0.5(Cay1+ Cay2)……………………（18）
Cay1和 Cay2分别按式（17）计算。
fpbeff、fpaeff——分别为有效基圆齿距偏差和有效齿廓形状偏差，μm；fpbeff和fpaeff为跑合后的值，根据相应的跑合量yp和yf(μm)确定：
fpbeff=fpb-yp……………………（19）
fpaeff=ffa-yf……………………（20）
式中：fpb，ffa——分别为基圆齿距极限偏差和齿廓形状偏差，μm；fpb和ffa取大、小齿轮中的较大值。
4.5.1.4跑合量yp，ya，yf
对调质齿轮：
式中：ya——齿廓跑合量，μm。
对表面硬化（渗碳）、氧化和氮碳共渗齿轮：
yp=ya=0.075fpb…………………………（23）
yf=0.075ffa…………………………（24）
当大、小齿轮的材料不同时，取小齿轮和大齿轮的平均值：
yp=0.5(ya1+ ya2)=0.5(yp1+ yp2)……………………（25）
yf=0.5(yf1+ yf2)……………………（26）
4.5.2亚临界区（N≤NS）的动载系数
在这个区域中，如果轮齿的啮合频率符合N=1/2或N=1/3时，可能会发生共振。对精密斜齿轮或经适当修形的直齿轮（齿轮的精度等级为GB/T10095的5级或更高）出现共振的可能性较小。
如果直齿轮的重合度较小或精度较低时，KV值可达到主共振区内的KV值，若出现这种情况，应修改设计或运行参数。
在N=1/4，1/5，……时的共振，由于相应的振幅一般很小，很少会引起麻烦。
对主动轴和从动轴刚度不同的齿轮副，当N=0.2，……0.5时，如果刚性较大的轴转化到啮合线上的扭转刚度c与啮合刚度的数量级相同时，即如果c/rb2与cr的数量级相同时，轮齿的啮合频率会激励固有频率，此时，动载荷的增量会超过式（27）的计算值。
KV=（NK）+1……………………（27）
K=（CV1BP）+（CV2Bf）+( CV3BK)……………………（28）
式中：CV1、CV2、CV3——分别为考虑齿距偏差、齿廓偏差和啮合刚度周期性变化的影响系数，见表2。
表2系数CV1～CV7的计算公式
4.5.3主共振区（NS＜N≤1.15）的动载系数
总重合度较大的高精度斜齿轮可在该区间令人满意地工作，对于精度不低于5级（按GB/T10095.1的规定）且有适当修形的直齿轮也可在该区间工作。
对于上述齿轮：
KV=（CV1BP）+（CV2Bf）+( CV3BK)+1……………………（29）
式中：CV4——考虑啮合刚度周期性变化引起齿轮副扭转共振的影响系数，见表2。
4.5.4超临界区（N≥1.5）的动载系数
在这个区域，当N=2，3……时可能发生共振峰值。然而，大多数情况下振幅较小，这是由于比啮合频率低的频率所产生的激振力一般较小的缘故。
在超临界区工作的齿轮，还有必要考虑由齿轮和轴系的横向振动可能产生的动载荷。当临界横向振动频率接触近于齿轮的旋转频率，具这种情况无法避免时，动载荷必须要考虑。
KV=（CV5BP）+（CV6Bf）+ CV7………………（30）
式中：CV5、CV6——在超临界区内分别考虑齿距偏差和齿廓偏差的影响系数，见表2；
CV7——考虑因啮合刚度变动，在恒速运行时与轮齿弯曲变形产生的分力有关的系数，见表2。
4.5.5过渡区（1.15＜N＜1.5）的动载系数
在这个区域，动载系数由N=1.15和N=1.5时的KV值（见4.5.3和4.5.4）线性插值确定。
4.6接触强度计算的齿向载荷分布系数KHβ
齿向载荷分布系数KHβ是考虑沿齿宽载荷分布不均匀对齿面接触应力影响的系数。
本标准的计算方法适用于有如下特征的齿轮：
a)小齿传输线对称于轴承安装在实心轴上，或di/dsh＜0.5的空心轴上（小齿轮非对称布置时产生的弯曲变形必须考虑并加到啮合螺旋线误差分量fma上，或用附加的完全螺旋线修形予以补偿）；
b)小齿传输线直径接触等于轴径；
c)大齿轮和箱体、大齿轮轴、轴承的刚度足够大；
d)在载荷作用下接触斑点布满全齿宽；
e)小齿轮轴上没有附加的外载荷（如由联轴器施加的载荷）；
f)按4.6.1.2的规定，跑合量yβ≤yβmax。Fβx的值可按式（32）校验：
g)建议用于fma的数值进行检验确认，如工作状态下的接触斑点。
行星齿轮的应用见附录B中的B2。
4.6.1计算KHβ的参数
4.6.1.1啮合螺旋线偏差分量fma5)（5）对于齿轮副，取其中的较大fHβ值代入式（33）～式（35）中。）(假定是由制造偏差引起的)
fma为齿轮副相啮轮齿齿廓之间最大分离量。
a)齿轮无修形或无装配调整
fma=1.0fHβ……………………（33）
式中：fHβ——螺旋线斜率偏差，μm。
b)装配时进行检验调整（对研或轮载跑合，可调轴承或合适的螺旋线修形）或鼓形齿齿轮副
fma=0.5fHβ……………………（34）
c)具有合理齿端修薄的齿轮副
fma=0.7fHβ……………………（35）
4.6.1.2跑合量yβ,跑合系数xβ
yβ是跑合后使初始啮合螺旋线偏差fβx（μm）减少的量；xβ是表明跑合后啮合螺旋线偏差特征的系数。只要yβ和fβx成比例，在计算中可以使用xβ。
a)对调质钢
式中：σHlim——试验齿轮的接触疲劳极限，N/mm2，见5.7；
fβx——初始啮合螺旋线偏差，μm；fβx的取值如下：
v≤5m/s时，fβx无限制；
5m/s＜v≤10m/s时，fβx≤80μm；
v＞10m/s时，fβx≤40μm
b)对渗碳淬火钢、表面硬化钢、渗氮钢和氮碳共渗钢
yβ=0.15Fβx……………………（38）
式中：Fβx=40μm。
xβ=0.85……………………（39）
c)当大、小齿轮的材料不同时，大、小齿轮的yβ和xβ应分别计算，然后计算平均值
yβ=0.5(yβ1+yβ2)……………………（40）
xβ=0.5(xβ1+xβ2)……………………（41）
4.6.2齿向载荷分布系数KHβ
4.6.2.1未经螺旋线修形的齿轮副
a）直齿轮副和单斜齿轮副6）（6）假定所有转矩从一个轴端输入，如果转矩从两个轴端输入或从双斜齿中间输入，有必要作更精确的分析。）
b)双斜齿轮副6），7）(7)离转矩输入端较近的半边斜齿轮的KHβ的值较大；空刀槽比齿宽小时，切向力被两个单斜齿均分。计算KHβ时若采用半个齿宽（包括半个空刀槽），所得值较大。因此，对大空刀槽双斜齿传输线，KHβ应按GB/T 3480中一般方法计算。)
4.6.2.2经螺旋线修形的齿轮副
a)直齿轮副和单斜齿轮副6）
——部分螺旋线修形8）（8）扭转变形可由螺旋线或螺旋角修形完全补偿。另外，要求补偿弯曲变形时必须采用鼓形齿。）（仅补偿扭转变形）
——完全螺旋线修形（补偿扭转变形和弯曲变形）
当KHβ＜1.05时，取KHβ=1.05。
b)双斜齿传输线副6），7）
完全螺旋线修形9）（9）两个单斜齿完全螺旋线修形是必要的。部分螺旋线修形只是补偿扭转变形，对于对称布置的双斜齿传输线是不适合的。扭转和弯曲变形可由螺旋角修形完全补偿。然而，只修转矩输入端的单边齿轮常常已经足够，另一边斜齿轮的扭转和弯曲变形几乎相互补偿。但这种情况应予证实。）（补偿扭转变形和弯曲变形）
当KHβ＜1.05时，取KHβ=1.05。
式（44）～式（46）是根据4.6的假定a）到g)推出的。
4.7弯曲强度计算的齿向载荷分布系数KFβ
用b1/h1和b2/h2中的较小者作为b/h。边界条件：当b/h＜3时，取b/h=3。对双斜齿轮，用bB代替b。
4.8齿间载荷分配系数KHα、KFα
接触强度计算的齿间载荷分配系数KHα和弯曲强度计算的齿间载荷分配系数KFα是考虑同时啮合的各对轮齿间载荷分配不均匀的影响系数。
对于高速齿轮：
KHα=KFα=1.0……………………（49）
