试验齿轮的接触疲劳极限σ_Hlim

σ_Hlim是指某种材料的齿轮经长期持续的重复载荷作用(对大多数材料，其应力循环数为5×10⁷)后，齿面不出现进展性点蚀时的极限应力。主要影响因素有：材料成分，力学性能，热处理及硬化层深度、硬度梯度，结构(锻、轧、铸)，残余应力，材料的纯度和缺陷等

σ_Hlim可由齿轮的负荷运转试验或使用经验的统计数据得出。此时需说明线速度、润滑油黏度、表面粗糙度、材料组织等变化对许用应力的影响所引起的误差。无资料时，可由图1～图5查取。图中的σ_Hlim值是试验齿轮的失效概率为1%时的轮齿接触疲劳极限。图中硬化齿轮的疲劳极限值对渗碳齿轮适用于有效硬化层深度(加工后的)δ≥0.15m_n，对于氮化齿轮，其有效硬化层深度δ＝0.4～0.6m_m

图1  正火处理的结构钢和铸钢的σ_Hlim

图2  铸铁的σ_Hlim

图3  调质处理的碳钢、合金钢及铸钢的σ_Hlim

图4  渗碳淬火钢和表面硬化(火焰或感应淬火)钢的σ_Hlim

图5  渗氮和氮碳共渗钢的σ_Hlim

在图中，代表材料质量等级的ML、MQ、ME和MX线所对应的材料处理要求见GB/T 8539《齿轮材料热处理质量检验的一般规定》

ML——表示齿轮材料质量和热处理质量达到最低要求时的疲劳极限取值线

MQ——表示齿轮材料质量和热处理质量达到中等要求时的疲劳极限取值线。此中等要求是有经验的工业齿轮制造者以合理的生产成本能达到的

ME——表示齿轮材料质量和热处理质量达到很高要求时的疲劳极限取值线。这种要求只有在具备高水平的制造过程可控能力时才能达到

MX——表示对淬透性及金相组织有特殊考虑的调质合金钢的取值线

图1～图5中提供的σ_Hlim值是试验齿轮在标准的运转条件下得到的。具体的条件如下：

中心距　　a＝100mm；

螺旋角　　β＝0°(Z_β＝1)；

模数　　　m＝3～5mm；

齿面的微观不平度10点高度　　R_z＝3μm(Z_R＝1)；

圆周线速度　　υ＝10m/s(Z_v＝1)；

润滑剂黏度　　ν₅₀＝100mm²/s(Z_L＝1)；

相啮合齿轮的材料相同(Z_W＝1)；

齿轮精度等级　　4～6级(ISO 1328-1：1995或GB/T 10095.1)；

载荷系数　　K_A＝K_V＝K_Hβ＝K_Hα＝1

试验齿轮的失效判据如下：

对于非硬化齿轮，其大小齿轮点蚀面积占全部工作齿面的2%，或者对单齿占4%；

对于硬化齿轮，其大小齿轮点蚀面积占全部工作齿面的0.5%，或者对单齿占4%