直齒輪和斜齒輪承載能力計算 第4部分：齒面斷裂的承載能力計算-編制說明

一、標準任務來源、主要工作過程、主要參加單位等

1．任務來源

本項目根據2022年12月30日國家標準化管理委員會關于下達2022年第四

批推薦性國家標準計劃（國標委發(fā)〔2022〕51號）進行，計劃號為20221817-Z-469，

項目名稱是“直齒輪和斜齒輪承載能力計算第4部分：齒面斷裂的承載能力計

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

helicalgears—Part4:Calculationoftoothflankfractureloadcapacity），項目牽

頭單位為鄭州機械研究所有限公司，本標準為制定標準，計劃完成時間是2024

年4月。

GB/T3480系列標準采標ISO6336系列。當前，ISO6336在“直齒輪和斜

齒輪承載能力計算”的總標題下包括11個部分：

——第1部分：基本原理、概述及通用影響系數；

——第2部分：齒面接觸強度（點蝕）計算；

——第3部分：輪齒彎曲強度計算；

——第4部分：齒面斷裂承載能力計算；

——第5部分：材料的強度和質量；

——第6部分：變載荷條件下的使用壽命計算；

——第20部分：膠合承載能力計算閃溫法；

——第21部分：膠合承載能力計算積分溫度法；

——第22部分：微點蝕承載能力的計算；

——第30部分：使用GB/T3480第1、2、3、5部分的算例；

——第31部分：微點蝕承載能力的算例。

以上各部分目前采標發(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

第2頁共11頁

起草（草案、調研）階段：標準立項后，鄭州機械研究所有限公司協同全國

齒輪標準化技術委員會走訪我國齒輪生產和使用單位，征集采標意見，組織標準

編制工作。

2023年3月22日，標準編制工作組正式成立并召開了首次全體會議。齒標

委秘書長王志剛傳達了國標委對本標準制修訂工作的立項批復以及2023年2月

10日關于標準制定周期管理的最新通知，詳細介紹了本標準的工作路線圖及后

期的工作進度安排（見附件1），建議參編單位分為小組進行討論，并選出組長

單位具體負責。隨后，鄭州機械研究所有限公司、西安法士特汽車傳動有限公司

分別對ISO6336-4:2019的技術背景進行了介紹。

第一次工作組視頻會議照片

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2023年4月17日~4月28日，工作組各小組以視頻會議的方式召開了討論

會，對標準討論稿的內容進行了梳理，對部分名詞術語（如“穩(wěn)準態(tài)殘余應力”）

的概念進行了交流和討論。主要修改點為：

1)符號Er建議翻譯為“復合彈性模量”，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”，與學術上的表達相一致。

工作組小組討論會視頻會議照片

2023年5月16日，工作組以視頻會議的方式召開了第二次全體會議，對標

準的討論稿內容進行了交流和討論。根據分工，會上各小組介紹了主要修改點，

對存疑問題進行了意見交流。

第4頁共11頁

第二次工作組視頻會議照片

2023年6月9日，工作組以視頻會議的方式召開了第三次全體會議，對標

準內容進行逐句梳理，重點討論了第4章齒面斷裂的概念和發(fā)生機理。各參與企

業(yè)充分交流了各自應用領域內對齒面斷裂的認識并分享了案例，對齒面單向和雙

向受力條件下的齒面斷裂形式進行了討論。

第5頁共11頁

第三次工作組會議照片

2023年6與20日，工作組修改標準草案文本，形成了標準征求意見稿和編

制說明并上報秘書處。

3．主要參加單位和工作組成員及其所做的工作等

本標準由鄭州機械研究所有限公司、浙江雙環(huán)傳動機械股份有限公司、西安

法士特汽車傳動有限公司、溫嶺市明華齒輪有限公司、重慶齒輪箱有限責任公司、

貴州群建精密機械有限公司、河南科技大學、太原理工大學、南京高速齒輪制造

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

傳動科技有限公司、重慶永達精密機械有限公司、浙江貝托傳動科技有限公司等

單位共同起草。

鄭州機械研究所有限公司負責總體把控并擔任組長單位，組織本小組討論工

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

鄭機所（鄭州）傳動科技有限公司、溫嶺市明華齒輪有限公司、重慶永達精密機

械有限公司、浙江貝托傳動科技有限公司為小組成員，負責封面、前言、引言、

第1章～第3章、兩標準全部附錄、參考資料的內容。西安法士特汽車傳動有限

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

大學、金華市新華齒輪有限公司、重慶齒輪箱有限責任公司、貴州群建精密機械

有限公司為小組成員，負責第4章～7章的內容。

第6頁共11頁

二、標準編制原則和主要內容(如技術指標、參數、公式、性能要求、試驗方

法、檢驗規(guī)則等)的論據，解決的主要問題，修訂標準時應列出與原標

準的主要差異和水平對比

1．標準編制原則

——先進原則。充分考慮國家產業(yè)發(fā)展政策，體現行業(yè)發(fā)展方向和國內齒輪

的產品質量水平。

——合理原則。綜合考慮生產成本及原料資源的供應情況，應既符合生產實

際情況又能最大限度滿足使用要求，提高標準的市場適應能力。

——貿易原則。為促進產品的國內外貿易創(chuàng)造條件。

——在結構和內容等方面依據GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：

標準的結構和編寫》和GB/T1.2—2020《標準化工作導則第2部分:以ISO/IEC

標準化文件為基礎的標準化文件起草規(guī)則》給出的規(guī)則進行編寫。

——與國家法規(guī)、法律和有關標準相適應。

2．標準主要內容

標準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算方法。該

方法中的公式適用于齒廓符合ISO53的主動和從動圓柱齒輪，也適用于實際的

端面重合度（εα）小于2.5的其他齒條的共軛齒。該方法經過驗證適用于以下參

數和條件的滲碳齒輪：

——赫茲應力：500N/mm2≤pH≤3000N/mm2；

——法向相對曲率半徑：5mm≤ρred≤150mm；

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

該方法不適用于評估非齒面斷裂類型的輪齒損傷，不能作為齒輪箱設計和認

證過程中的評級方法。

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蝕、

微點蝕和齒根疲勞等情況更具有潛在危險性。

本標準給出了齒面斷裂失效的機理、影響因素等內容，說明了基于局部材料

強度方法進行齒面斷裂失效研究的方法，指出了齒面斷裂失效特點，分析了影響

齒面斷裂的重要因素（如殘余應力），得出了評估齒面斷裂失效的計算方法，為

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今后深入研究這種失效形式提供了依據，并為工程實際中防止輪齒齒面斷裂失效

的設計與制造提供了理論支撐。

三、主要試驗(或驗證)情況分析

本標準為方法類標準，等同轉化，齒面斷裂失效形式國內十分常見，有關論

文、報告等也很多。

四、標準中涉及專利的情況

本標準等同采用ISO標準，不涉及專利問題。

五、預期達到的社會效益、對產業(yè)發(fā)展的作用等情況

本標準等同采用國際先進標準，為指導性、方法類標準。

隨著高速重載的發(fā)展趨勢，齒輪傳動對功率密度和壽命的要求逐漸提高。在

風電、航空等領域發(fā)生了很多由于齒輪失效導致的裝備事故，嚴重危害了人機安

全。伴隨現代熱處理與表面硬化、精加工等工藝的應用，加上高速重載的工況場

合，齒輪接觸失效的形式也呈現多樣化。以風電齒輪為例，出現了宏觀點蝕、微

點蝕、齒面斷裂、齒面微動腐蝕等多種失效現象。在其他工業(yè)齒輪應用中，如卡

車、高速燃氣輪機和透平機組用斜齒輪、水輪機和拖拉機用錐齒輪中也都發(fā)現了

齒面斷裂。另外，在齒輪疲勞試驗臺的試驗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。

對于點蝕失效，不僅有相關設計標準可以遵循，也涌現了一些考慮齒輪嚙合

多軸應力狀態(tài)或齒面摩擦學特性的接觸疲勞壽命數值研究，使得對于其機理的認

識較為深刻。然而齒面斷裂失效和膠合、點蝕等失效形式具有顯著差異，目前并

沒有有效設計標準考慮這種失效形式，造成工程實際中這種失效現象越來越多，

影響了我國齒輪水平和經濟效益的進一步發(fā)展。

本標準的提出規(guī)范了齒面斷裂失效的計算模型，為該方法的推廣的應用奠定

了理論基礎，為工程實踐和驗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、國外對比情況

本標準等同采用國際標準ISO/TS6336-4:2019Calculationofloadcapacity

ofspurandhelicalgears—Part4:Calculationoftoothflankfractureloadcapacity。

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該標準為推薦性方法類標準，能夠規(guī)范行業(yè)設計、研發(fā)和生產，縮小與國際

同類先進水平的差距。

七、在標準體系中的位置，與現行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準，特別是

強制性標準的協調性

本標準屬于齒輪標準體系中“齒輪及其傳動裝置”大類，“齒輪”小類，

“方法”系列，體系編號202-23-05-0248。

本標準與現行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準協調一致。

八、重大分歧意見的處理經過和依據

無。

九、標準性質的建議說明

本標準性質屬于推薦性標準。標準發(fā)布后6個月后即可實施。

十、貫徹標準的要求和措施建議(包括組織措施、技術措施、過渡辦法、實施

日期等)

為加大對標準的宣傳、貫徹力度，標準發(fā)布后，建議由全國齒輪標準化技術

委員會組織宣貫實施，企業(yè)可按照國家標準的規(guī)定和要求組織技術人員、檢驗人

員及相關部門人員接受培訓，借力推進行業(yè)的快速發(fā)展。

標準發(fā)布后建議：通過齒輪相關專業(yè)平臺如網站、各種專業(yè)微信群等以各種

形式進行宣傳：開展專家線上視頻直播講座（受眾是從事機械相關的技術人員）；

聯系高校機械類專業(yè)開設相關選修課等。

十一、廢止現行相關標準的建議

無。

十二、其他應予說明的事項

本標準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”中的下標改為正體，與ISO6336-1:2019保持一

致；

——表2中“yHV,max”下標改為正體，根據GB/T1.1—2020調整了表中符號

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工作組會議（2023年4月27日，

瑞士）的認可。

國家標準編制工作組

2023年6月

第10頁共11頁

附件1：工作進度安排

階段名稱時間地點工作內容

工作組首次2023年03月2建立工作組，各組相關工作背

線上

會1日景及任務分工

按照分工，由組長單位負責重

分組會議不限次數和形式點研究所負責部分的技術內容

，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

會議旬

按照分工，由組長單位負責重

分組會議不限次數和形式點研究所負責部分的技術內容

，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

會議旬

國標委官網、CGMA

公開征求意2023年6月中官網、齒標委委員工

秘書處負責收集并整理意見

見旬～8月中旬作群、《機械傳動》

期刊官網等

工作組四次2023年8月下意見處理，形成送審稿及編制

待定

會議旬說明

2023年9月上報送齒標委全體委員，開始會

旬前評審

標準審查會

2023年10月齒標委對標準文本進行技術和

議（齒標委待定

下旬格式審查；工作組答辯

年會）

2023年11月

報批稿修改線上形成報批文件及編制說明

下旬

2023年底或2秘書處歸集全部文件，提交國

上報待批

024年初標委

第11頁共11頁

GB/Z3480.4—XXXX

直齒輪和斜齒輪承載能力計算

第4部分：齒面斷裂承載能力計算

（征求意見稿）

編制說明

國家標準編制工作組

2023年6月

一、標準任務來源、主要工作過程、主要參加單位等

1．任務來源

本項目根據2022年12月30日國家標準化管理委員會關于下達2022年第四

批推薦性國家標準計劃（國標委發(fā)〔2022〕51號）進行，計劃號為20221817-Z-469，

項目名稱是“直齒輪和斜齒輪承載能力計算第4部分：齒面斷裂的承載能力計

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

helicalgears—Part4:Calculationoftoothflankfractureloadcapacity），項目牽

頭單位為鄭州機械研究所有限公司，本標準為制定標準，計劃完成時間是2024

年4月。

GB/T3480系列標準采標ISO6336系列。當前，ISO6336在“直齒輪和斜

齒輪承載能力計算”的總標題下包括11個部分：

——第1部分：基本原理、概述及通用影響系數；

——第2部分：齒面接觸強度（點蝕）計算；

——第3部分：輪齒彎曲強度計算；

——第4部分：齒面斷裂承載能力計算；

——第5部分：材料的強度和質量；

——第6部分：變載荷條件下的使用壽命計算；

——第20部分：膠合承載能力計算閃溫法；

——第21部分：膠合承載能力計算積分溫度法；

——第22部分：微點蝕承載能力的計算；

——第30部分：使用GB/T3480第1、2、3、5部分的算例；

——第31部分：微點蝕承載能力的算例。

以上各部分目前采標發(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

第2頁共11頁

起草（草案、調研）階段：標準立項后，鄭州機械研究所有限公司協同全國

齒輪標準化技術委員會走訪我國齒輪生產和使用單位，征集采標意見，組織標準

編制工作。

2023年3月22日，標準編制工作組正式成立并召開了首次全體會議。齒標

委秘書長王志剛傳達了國標委對本標準制修訂工作的立項批復以及2023年2月

10日關于標準制定周期管理的最新通知，詳細介紹了本標準的工作路線圖及后

期的工作進度安排