直齒輪和斜齒輪承載能力計(jì)算 第4部分：齒面斷裂的承載能力計(jì)算-編制說明

一、標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)來源、主要工作過程、主要參加單位等

1．任務(wù)來源

本項(xiàng)目根據(jù)2022年12月30日國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2022年第四

批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃（國標(biāo)委發(fā)〔2022〕51號(hào)）進(jìn)行，計(jì)劃號(hào)為20221817-Z-469，

項(xiàng)目名稱是“直齒輪和斜齒輪承載能力計(jì)算第4部分：齒面斷裂的承載能力計(jì)

算”（等同采標(biāo)ISO/TS6336-4:2019Calculationofloadcapacityofspurand

helicalgears—Part4:Calculationoftoothflankfractureloadcapacity），項(xiàng)目牽

頭單位為鄭州機(jī)械研究所有限公司，本標(biāo)準(zhǔn)為制定標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃完成時(shí)間是2024

年4月。

GB/T3480系列標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)ISO6336系列。當(dāng)前，ISO6336在“直齒輪和斜

齒輪承載能力計(jì)算”的總標(biāo)題下包括11個(gè)部分：

——第1部分：基本原理、概述及通用影響系數(shù)；

——第2部分：齒面接觸強(qiáng)度（點(diǎn)蝕）計(jì)算；

——第3部分：輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算；

——第4部分：齒面斷裂承載能力計(jì)算；

——第5部分：材料的強(qiáng)度和質(zhì)量；

——第6部分：變載荷條件下的使用壽命計(jì)算；

——第20部分：膠合承載能力計(jì)算閃溫法；

——第21部分：膠合承載能力計(jì)算積分溫度法；

——第22部分：微點(diǎn)蝕承載能力的計(jì)算；

——第30部分：使用GB/T3480第1、2、3、5部分的算例；

——第31部分：微點(diǎn)蝕承載能力的算例。

以上各部分目前采標(biāo)發(fā)布的情況為：

——GB/T3480.1—2019（ISO6336-1:2006,IDT）；

——GB/T3480.2—2021（ISO6336-2:2019,IDT）；

——GB/T3480.3—2021（ISO6336-3:2019,IDT）；

——GB/T3480.5—2021（ISO6336-5:2016,IDT）；

——GB/T3480.6—2018（ISO6336-6:2006,IDT）。

2．工作過程

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起草（草案、調(diào)研）階段：標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)后，鄭州機(jī)械研究所有限公司協(xié)同全國

齒輪標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)走訪我國齒輪生產(chǎn)和使用單位，征集采標(biāo)意見，組織標(biāo)準(zhǔn)

編制工作。

2023年3月22日，標(biāo)準(zhǔn)編制工作組正式成立并召開了首次全體會(huì)議。齒標(biāo)

委秘書長王志剛傳達(dá)了國標(biāo)委對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作的立項(xiàng)批復(fù)以及2023年2月

10日關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)制定周期管理的最新通知，詳細(xì)介紹了本標(biāo)準(zhǔn)的工作路線圖及后

期的工作進(jìn)度安排（見附件1），建議參編單位分為小組進(jìn)行討論，并選出組長

單位具體負(fù)責(zé)。隨后，鄭州機(jī)械研究所有限公司、西安法士特汽車傳動(dòng)有限公司

分別對(duì)ISO6336-4:2019的技術(shù)背景進(jìn)行了介紹。

第一次工作組視頻會(huì)議照片

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2023年4月17日~4月28日，工作組各小組以視頻會(huì)議的方式召開了討論

會(huì)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)討論稿的內(nèi)容進(jìn)行了梳理，對(duì)部分名詞術(shù)語（如“穩(wěn)準(zhǔn)態(tài)殘余應(yīng)力”）

的概念進(jìn)行了交流和討論。主要修改點(diǎn)為：

1)符號(hào)Er建議翻譯為“復(fù)合彈性模量”，且全文統(tǒng)一；

2)圖17圖題中“≥900N/mm2”建議改為“=900N/mm2”；

3)第4章“cracklens”建議翻譯成“貝殼狀”，與學(xué)術(shù)上的表達(dá)相一致。

工作組小組討論會(huì)視頻會(huì)議照片

2023年5月16日，工作組以視頻會(huì)議的方式召開了第二次全體會(huì)議，對(duì)標(biāo)

準(zhǔn)的討論稿內(nèi)容進(jìn)行了交流和討論。根據(jù)分工，會(huì)上各小組介紹了主要修改點(diǎn)，

對(duì)存疑問題進(jìn)行了意見交流。

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第二次工作組視頻會(huì)議照片

2023年6月9日，工作組以視頻會(huì)議的方式召開了第三次全體會(huì)議，對(duì)標(biāo)

準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行逐句梳理，重點(diǎn)討論了第4章齒面斷裂的概念和發(fā)生機(jī)理。各參與企

業(yè)充分交流了各自應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)對(duì)齒面斷裂的認(rèn)識(shí)并分享了案例，對(duì)齒面單向和雙

向受力條件下的齒面斷裂形式進(jìn)行了討論。

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第三次工作組會(huì)議照片

2023年6與20日，工作組修改標(biāo)準(zhǔn)草案文本，形成了標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿和編

制說明并上報(bào)秘書處。

3．主要參加單位和工作組成員及其所做的工作等

本標(biāo)準(zhǔn)由鄭州機(jī)械研究所有限公司、浙江雙環(huán)傳動(dòng)機(jī)械股份有限公司、西安

法士特汽車傳動(dòng)有限公司、溫嶺市明華齒輪有限公司、重慶齒輪箱有限責(zé)任公司、

貴州群建精密機(jī)械有限公司、河南科技大學(xué)、太原理工大學(xué)、南京高速齒輪制造

有限公司、重慶大學(xué)、金華市新華齒輪有限公司、西北工業(yè)大學(xué)、鄭機(jī)所（鄭州）

傳動(dòng)科技有限公司、重慶永達(dá)精密機(jī)械有限公司、浙江貝托傳動(dòng)科技有限公司等

單位共同起草。

鄭州機(jī)械研究所有限公司負(fù)責(zé)總體把控并擔(dān)任組長單位，組織本小組討論工

作；浙江雙環(huán)傳動(dòng)機(jī)械有限公司、南京高速齒輪制造有限公司、河南科技大學(xué)、

鄭機(jī)所（鄭州）傳動(dòng)科技有限公司、溫嶺市明華齒輪有限公司、重慶永達(dá)精密機(jī)

械有限公司、浙江貝托傳動(dòng)科技有限公司為小組成員，負(fù)責(zé)封面、前言、引言、

第1章～第3章、兩標(biāo)準(zhǔn)全部附錄、參考資料的內(nèi)容。西安法士特汽車傳動(dòng)有限

公司擔(dān)任組長單位，組織本小組討論工作；西北工業(yè)大學(xué)、重慶大學(xué)、太原理工

大學(xué)、金華市新華齒輪有限公司、重慶齒輪箱有限責(zé)任公司、貴州群建精密機(jī)械

有限公司為小組成員，負(fù)責(zé)第4章～7章的內(nèi)容。

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二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容(如技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、公式、性能要求、試驗(yàn)方

法、檢驗(yàn)規(guī)則等)的論據(jù)，解決的主要問題，修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)列出與原標(biāo)

準(zhǔn)的主要差異和水平對(duì)比

1．標(biāo)準(zhǔn)編制原則

——先進(jìn)原則。充分考慮國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，體現(xiàn)行業(yè)發(fā)展方向和國內(nèi)齒輪

的產(chǎn)品質(zhì)量水平。

——合理原則。綜合考慮生產(chǎn)成本及原料資源的供應(yīng)情況，應(yīng)既符合生產(chǎn)實(shí)

際情況又能最大限度滿足使用要求，提高標(biāo)準(zhǔn)的市場(chǎng)適應(yīng)能力。

——貿(mào)易原則。為促進(jìn)產(chǎn)品的國內(nèi)外貿(mào)易創(chuàng)造條件。

——在結(jié)構(gòu)和內(nèi)容等方面依據(jù)GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：

標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》和GB/T1.2—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分:以ISO/IEC

標(biāo)準(zhǔn)化文件為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化文件起草規(guī)則》給出的規(guī)則進(jìn)行編寫。

——與國家法規(guī)、法律和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。

2．標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)描述了外嚙合直齒和斜齒圓柱齒輪的齒面斷裂承載能力的計(jì)算方法。該

方法中的公式適用于齒廓符合ISO53的主動(dòng)和從動(dòng)圓柱齒輪，也適用于實(shí)際的

端面重合度（εα）小于2.5的其他齒條的共軛齒。該方法經(jīng)過驗(yàn)證適用于以下參

數(shù)和條件的滲碳齒輪：

——赫茲應(yīng)力：500N/mm2≤pH≤3000N/mm2；

——法向相對(duì)曲率半徑：5mm≤ρred≤150mm；

——在成品狀態(tài)下550HV處的表面硬化深度：0.3mm≤CHD≤4.5mm。

該方法不適用于評(píng)估非齒面斷裂類型的輪齒損傷，不能作為齒輪箱設(shè)計(jì)和認(rèn)

證過程中的評(píng)級(jí)方法。

3．解決的主要問題

齒面斷裂作為齒輪失效的一種形式，相比表面或次表面處萌生裂紋的點(diǎn)蝕、

微點(diǎn)蝕和齒根疲勞等情況更具有潛在危險(xiǎn)性。

本標(biāo)準(zhǔn)給出了齒面斷裂失效的機(jī)理、影響因素等內(nèi)容，說明了基于局部材料

強(qiáng)度方法進(jìn)行齒面斷裂失效研究的方法，指出了齒面斷裂失效特點(diǎn)，分析了影響

齒面斷裂的重要因素（如殘余應(yīng)力），得出了評(píng)估齒面斷裂失效的計(jì)算方法，為

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今后深入研究這種失效形式提供了依據(jù)，并為工程實(shí)際中防止輪齒齒面斷裂失效

的設(shè)計(jì)與制造提供了理論支撐。

三、主要試驗(yàn)(或驗(yàn)證)情況分析

本標(biāo)準(zhǔn)為方法類標(biāo)準(zhǔn)，等同轉(zhuǎn)化，齒面斷裂失效形式國內(nèi)十分常見，有關(guān)論

文、報(bào)告等也很多。

四、標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利的情況

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用ISO標(biāo)準(zhǔn)，不涉及專利問題。

五、預(yù)期達(dá)到的社會(huì)效益、對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的作用等情況

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，為指導(dǎo)性、方法類標(biāo)準(zhǔn)。

隨著高速重載的發(fā)展趨勢(shì)，齒輪傳動(dòng)對(duì)功率密度和壽命的要求逐漸提高。在

風(fēng)電、航空等領(lǐng)域發(fā)生了很多由于齒輪失效導(dǎo)致的裝備事故，嚴(yán)重危害了人機(jī)安

全。伴隨現(xiàn)代熱處理與表面硬化、精加工等工藝的應(yīng)用，加上高速重載的工況場(chǎng)

合，齒輪接觸失效的形式也呈現(xiàn)多樣化。以風(fēng)電齒輪為例，出現(xiàn)了宏觀點(diǎn)蝕、微

點(diǎn)蝕、齒面斷裂、齒面微動(dòng)腐蝕等多種失效現(xiàn)象。在其他工業(yè)齒輪應(yīng)用中，如卡

車、高速燃?xì)廨啓C(jī)和透平機(jī)組用斜齒輪、水輪機(jī)和拖拉機(jī)用錐齒輪中也都發(fā)現(xiàn)了

齒面斷裂。另外，在齒輪疲勞試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)齒輪上也有齒面斷裂發(fā)生。這類失效

最常見于滲碳淬火齒輪，但在氮化和表面淬火工藝的齒輪中也有發(fā)生。

對(duì)于點(diǎn)蝕失效，不僅有相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以遵循，也涌現(xiàn)了一些考慮齒輪嚙合

多軸應(yīng)力狀態(tài)或齒面摩擦學(xué)特性的接觸疲勞壽命數(shù)值研究，使得對(duì)于其機(jī)理的認(rèn)

識(shí)較為深刻。然而齒面斷裂失效和膠合、點(diǎn)蝕等失效形式具有顯著差異，目前并

沒有有效設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)考慮這種失效形式，造成工程實(shí)際中這種失效現(xiàn)象越來越多，

影響了我國齒輪水平和經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步發(fā)展。

本標(biāo)準(zhǔn)的提出規(guī)范了齒面斷裂失效的計(jì)算模型，為該方法的推廣的應(yīng)用奠定

了理論基礎(chǔ)，為工程實(shí)踐和驗(yàn)證提供了解決性的方法，為齒輪行業(yè)向精益化發(fā)展

提供理論支持。

六、與國際、國外對(duì)比情況

本標(biāo)準(zhǔn)等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO/TS6336-4:2019Calculationofloadcapacity

ofspurandhelicalgears—Part4:Calculationoftoothflankfractureloadcapacity。

第8頁共11頁

該標(biāo)準(zhǔn)為推薦性方法類標(biāo)準(zhǔn)，能夠規(guī)范行業(yè)設(shè)計(jì)、研發(fā)和生產(chǎn)，縮小與國際

同類先進(jìn)水平的差距。

七、在標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是

強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

本標(biāo)準(zhǔn)屬于齒輪標(biāo)準(zhǔn)體系中“齒輪及其傳動(dòng)裝置”大類，“齒輪”小類，

“方法”系列，體系編號(hào)202-23-05-0248。

本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)一致。

八、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)

無。

九、標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的建議說明

本標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)屬于推薦性標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后6個(gè)月后即可實(shí)施。

十、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議(包括組織措施、技術(shù)措施、過渡辦法、實(shí)施

日期等)

為加大對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳、貫徹力度，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，建議由全國齒輪標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)

委員會(huì)組織宣貫實(shí)施，企業(yè)可按照國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和要求組織技術(shù)人員、檢驗(yàn)人

員及相關(guān)部門人員接受培訓(xùn)，借力推進(jìn)行業(yè)的快速發(fā)展。

標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后建議：通過齒輪相關(guān)專業(yè)平臺(tái)如網(wǎng)站、各種專業(yè)微信群等以各種

形式進(jìn)行宣傳：開展專家線上視頻直播講座（受眾是從事機(jī)械相關(guān)的技術(shù)人員）；

聯(lián)系高校機(jī)械類專業(yè)開設(shè)相關(guān)選修課等。

十一、廢止現(xiàn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建議

無。

十二、其他應(yīng)予說明的事項(xiàng)

本標(biāo)準(zhǔn)還做了以下最小編輯性修改：：

——表2中“KHα”改為“KHα”，“KHβ”改為“KHβ”，與ISO6336-1:2019

保持一致；

——表2中“εα”和“εβ”中的下標(biāo)改為正體，與ISO6336-1:2019保持一

致；

——表2中“yHV,max”下標(biāo)改為正體，根據(jù)GB/T1.1—2020調(diào)整了表中符號(hào)

的排序；

第9頁共11頁

——公式（10）中等式左邊“ρt,1,CP”改成“ρt1,CP”,“ρt,2,CP”改成“ρt2,CP”；

——圖17中“≥900N/mm2”改為“=900N/mm2”

——公式（A.3）中分母“bH”改成“bH,CP”；

22222

pypdyn,CPbH,CPy

——公式（A.5）改為“dyn,CP”。此修改由

22

Er4red,CPEbrH,CP

南高齒專家提出，得到了ISO/TC60/SC2/WG6工作組會(huì)議（2023年4月27日，

瑞士）的認(rèn)可。

國家標(biāo)準(zhǔn)編制工作組

2023年6月

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附件1：工作進(jìn)度安排

階段名稱時(shí)間地點(diǎn)工作內(nèi)容

工作組首次2023年03月2建立工作組，各組相關(guān)工作背

線上

會(huì)1日景及任務(wù)分工

按照分工，由組長單位負(fù)責(zé)重

分組會(huì)議不限次數(shù)和形式點(diǎn)研究所負(fù)責(zé)部分的技術(shù)內(nèi)容

，逐字逐句提出修改建議

工作組二次2023年5月上

待定形成工作組討論稿

會(huì)議旬

按照分工，由組長單位負(fù)責(zé)重

分組會(huì)議不限次數(shù)和形式點(diǎn)研究所負(fù)責(zé)部分的技術(shù)內(nèi)容

，逐字逐句提出修改建議

工作組三次2023年6月上

待定完成征求意見稿及編制說明

會(huì)議旬

國標(biāo)委官網(wǎng)、CGMA

公開征求意2023年6月中官網(wǎng)、齒標(biāo)委委員工

秘書處負(fù)責(zé)收集并整理意見

見旬～8月中旬作群、《機(jī)械傳動(dòng)》

期刊官網(wǎng)等

工作組四次2023年8月下意見處理，形成送審稿及編制

待定

會(huì)議旬說明

2023年9月上報(bào)送齒標(biāo)委全體委員，開始會(huì)

旬前評(píng)審

標(biāo)準(zhǔn)審查會(huì)

2023年10月齒標(biāo)委對(duì)標(biāo)準(zhǔn)文本進(jìn)行技術(shù)和

議（齒標(biāo)委待定

下旬格式審查；工作組答辯

年會(huì)）

2023年11月

報(bào)批稿修改線上形成報(bào)批文件及編制說明

下旬

2023年底或2秘書處歸集全部文件，提交國

上報(bào)待批

024年初標(biāo)委

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GB/Z3480.4—XXXX

直齒輪和斜齒輪承載能力計(jì)算

第4部分：齒面斷裂承載能力計(jì)算

（征求意見稿）

編制說明

國家標(biāo)準(zhǔn)編制工作組

2023年6月

一、標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)來源、主要工作過程、主要參加單位等

1．任務(wù)來源

本項(xiàng)目根據(jù)2022年12月30日國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)關(guān)于下達(dá)2022年第四

批推薦性國家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃（國標(biāo)委發(fā)〔2022〕51號(hào)）進(jìn)行，計(jì)劃號(hào)為20221817-Z-469，

項(xiàng)目名稱是“直齒輪和斜齒輪承載能力計(jì)算第4部分：齒面斷裂的承載能力計(jì)

算”（等同采標(biāo)ISO/TS6336-4:2019Calculationofloadcapacityofspurand

helicalgears—Part4:Calculationoftoothflankfractureloadcapacity），項(xiàng)目牽

頭單位為鄭州機(jī)械研究所有限公司，本標(biāo)準(zhǔn)為制定標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)劃完成時(shí)間是2024

年4月。

GB/T3480系列標(biāo)準(zhǔn)采標(biāo)ISO6336系列。當(dāng)前，ISO6336在“直齒輪和斜

齒輪承載能力計(jì)算”的總標(biāo)題下包括11個(gè)部分：

——第1部分：基本原理、概述及通用影響系數(shù)；

——第2部分：齒面接觸強(qiáng)度（點(diǎn)蝕）計(jì)算；

——第3部分：輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算；

——第4部分：齒面斷裂承載能力計(jì)算；

——第5部分：材料的強(qiáng)度和質(zhì)量；

——第6部分：變載荷條件下的使用壽命計(jì)算；

——第20部分：膠合承載能力計(jì)算閃溫法；

——第21部分：膠合承載能力計(jì)算積分溫度法；

——第22部分：微點(diǎn)蝕承載能力的計(jì)算；

——第30部分：使用GB/T3480第1、2、3、5部分的算例；

——第31部分：微點(diǎn)蝕承載能力的算例。

以上各部分目前采標(biāo)發(fā)布的情況為：

——GB/T3480.1—2019（ISO6336-1:2006,IDT）；

——GB/T3480.2—2021（ISO6336-2:2019,IDT）；

——GB/T3480.3—2021（ISO6336-3:2019,IDT）；

——GB/T3480.5—2021（ISO6336-5:2016,IDT）；

——GB/T3480.6—2018（ISO6336-6:2006,IDT）。

2．工作過程

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起草（草案、調(diào)研）階段：標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)后，鄭州機(jī)械研究所有限公司協(xié)同全國

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