Стр. 1
 

129 страниц

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

Настоящий стандарт распространяется на передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные и устанавливает основные расчетные зависимости для определения контактной прочности активных поверхностей зубьев и прочности зубьев при изгибе эвольвентных цилиндрических металлических зубчатых колес внешнего зацепления передач общепромышленного применения с исходным контуром по ГОСТ 13755-81, модулем m больше или равно 1 мм, работающих со смазкой маслом при окружных скоростях v меньше или равно 25 м/с.

Стандарт не распространяется на зубчатые цилиндрические эвольвентные передачи, для которых установлены особые правила расчета

Страница 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЭВОЛЬВЕНТНЫЕ ВНЕШНЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 21354-87 (СТ СЭВ 5744—86)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР 110 СТАНДАРТАМ Москва

Страница 2

УДК 621.833.1:339.4:006.354    Групп*    Г02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ стандарт союза ССР

ПЕРЕДАЧИ ЗУБЧАТЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ЭВОЛЬВЕНТНЫЕ ВНЕШНЕГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ

Расчет на прочность

Cylindrical evolvent gears of external engagement. Strength calculation.

ГОСТ 21354- 87 (СТ СЭВ 5744—86)


OKCT.V 0073

Дата ■•едения 01.01.69

Настоящий стандарт распространяется ка передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные и устанавливает основные расчетные зависимости для определения контактной прочности активных поверхностен зубьев и прочности зубьев при изгибе эвольвентных цилиндрических металлических зубчатых колес внешнего зацепления передач общепромышленного применения с исходным контуром по ГОСТ 13755- 81. модулем т>1 мм. работающих со смазкой маслом при окружных скоростях t'<25 м/с.

Стандарт но распространяется на зубчатые цилиндрические эвольвентные передачи, для которых установлены особые правила расчета.

ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ I РАСЧЕТ ЗУБЬЕВ НА КОНТАКТНУЮ ПРОЧНОСТЬ

При расчете определяют контактное напряжение он в полюсе зацепления. При мзлом числе зубьев (например г<17) или неблагоприятных параметрах зацепления можно дополнительно проверить контактное напряжение и в других характерных фазах зацепления.

1.1. Контактное напряжение (ои) в полюсе зацепления

(1)

ОН-ОноУ Кн ,

где оно— контактное напряжение без учета дополнительных

нагрузок (динамических н от неравномерности распределения. то есть при Ки = 1);

Ицамне официальное ★

Перепечена аоспрещена

© Издательство стандартов. 1988


Страница 3

С. 2 ГОСТ 21354-87

am~zez„z,zt jAgg-.-iti. .    (2)

К»— коэффициент нагрузки

Кн^КлКнеКн^Кна:    (3)

Zc — коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес;

— коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления (влияние радиусов кривизны боковых поверхностей и переход от окружной силы на делительном цилиндре на нормальную на начальном цилиндре);

Z, — коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий;

Zj, — коэффициент, учитывающий наклон зуба (влияние угла наклона, не охваченное другими коэффициентами);

F,— окружная сила на делительном цилиндре в торцовом сечении;

bv— рабочая ширина венца зубчатой передачи;

</,— делительный диаметр шестерни; п— передаточное число;

Кл — коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку (не учтенную в циклограмме нагружения):

Кн.— коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку;

Кт— коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий;

К»*— коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.

1.2 Л опускаемое контактное напряженке (<т11Р), не вызывающее опасной контактной усталости материала

п„г-- ^^ZLZ„Z,ZVZ, , •    (4)

//mlo

где    предел контактной выносливости поверхностей зубь

ев. соответствующий базовому числу циклов напряжений.

Snrntn— минимальный коэффициент запаса прочности;

Z\<— коэффициент долговечности;

7-l— коэффициент, учитывающий влияние вязкости смазочного материала;

Z# — коэффициент, учитывающий влияние исходной шероховатости сопряженных поверхностей зубьев;

Страница 4

ГОСТ 21364-87 С. 3

Ze— коэффициент, учитывающий влияние окружной скорости;

Zw*- коэффициент, учитывающий влияние перепада твердостей материалов сопряженных поверхностей зубьев;

Z*— коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса.

1.3. Допускаемое предельное контактное напряжение    ) не вызывающее остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя

о,,лл:„=з^—.    (5)

'Wfnilll

где <JHst— предельное контактное напряжение при действии максимальной, в частности, ударной нагрузки;

SHstmin“ минимальный коэффициент запаса прочности при расчете по максимальным контактным нагрузкам.

1.4.    Нагрузочная способность поверхностей зубьев. Нагрузочная способность поверхностей зубьев обеспечивается при выполнении условий любого критерия (табл. 1).

Т л б л я а а !

Критерии

Условии МгрузечиоЙ соособмхти

Напряжен ik-

°н <°нг-

(6)

аНтая каНРта%

(7)

Безопасность

sH >sffeAn.

(8)

SHSt nln

(9)

Ресурс

nl >nk.

(10)

°Нт»х СОНРллх

(H)

Вероятность безотказной работы

PH (AX >f/K

) > PHSImla

(12)

(13)

Примечание Stf — расчетный коэффициент эапага прочности для пре-догирашения опасной контактом ута.нкти

ZL Z„Zp Z„ZX :    (|4)

пн

Страница 5

С. 4 ГОСТ 2I3M-87

$Hst~ расчетный коэффициент запаса прочности для предотвращения остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слоя при максимальной нагрузке

Змя-З®-:    (15)

°Яга»х

ант»% — максимальное контахтпое напряжение за весь срок службы;

A't ~ число циклов напряжений в соответствии с расчетным сроком службы;

А^~ число циклов напряжений в соответствии с ладанным сроком службы;

Рц— вероятность безотказной работы в течение заданного срока службы;

^//rain—    минимальное регламент проданное значение Р„    ;

?MSt—    вероятность безотказной работы при    расчете    по    макскма.п>иым

контактным нагрузкам;

PfiSteAa— минимальное регламентированное лиачеяк* РН!ц .

2. РАСЧЕТ ЗУБЬЕВ НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ ИЗГИБЕ

При расчете определяют напряжение изгиба ор в опасном сечении на переходной поверхности.

2.1.    Напряжение изгиба в опасном сечении

=-^rA>v''rs/pKt*    (16)

где Kf — коэффициент нагрузки

Kf -Кл    (17)

F,—    окружная сила на делительном    цилиндре в    торцовом

сечении;

Ь— ширина вениа зубчатого колеса;

гпг— нормальный модуль;

коэффициент, учитывающий влияние формы зуба и концентрацию напряжений;

— коэффициент, учитывающий влияние наклона зуба;

У с — коэффициент, учитывающий влияние перекрытия зубьев;

/С.4 — коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку (неучтенную в циклограмме нагружения);

Krv— коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку;

Кг*— коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки но длине контактных линий;

Kf*— коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями.

2.2.    Допускаемое напряжение изгиба на переходной поверхности зуба, не вызывающее усталостного разрушения материала

Страница 6

ГОСТ 21354-в7 €. 5

а J™»JL.YRYxYt,    (18)

•Vmln

где a„imfc — предел выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базовому числу циклов напряжений;

Sfmin— минимальный коэффициент запаса прочности;

Ум— коэффициент долговечности;

Y/t— коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности;

Ух— коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса;

Ув— опорный коэффициент (учитывает чувствительность материала к концентрации напряжений).

2.3. Допускаемое напряжение изгиба в опасном сечении, не вызывающее остаточных деформаций, хрупкого излома или первичных трещин

°FSt    YbSt    /,,»V

OFPmax '*г о '    ‘    W .    (1У)

•Vsfmln * bSIT

где aFSt— предельное напряжение изгиба при максимальной нагрузке

Opst—ОритьУ/*п»х ;    (20)

°>ип!»~ предел выносливости зубьев при изгибе;

Srstmin— минимальный коэффициент запаса прочности при расчете по максимальным нагрузкам;

Yffm%i— максимальное значение коэффициента долговечности;

Ybst— опорный коэффициент при максимальной нагрузке;

Y*str— опорный коэффициент испытываемого зубчатого колеса при максимальной нагрузке.

2.4. Нагрузочная способностьзуба при изгибе Нагрузочная способность зуба при изгибе обеспечивается при выполнении условий любого критерия (табл. 2).

Таблица 2

Критерии

Уело**я 1 аг ру 1лч wi способном*

Напряженно

ор <oFP.

(2!)

°Fma\' °FPina\.

(22)

Безоиасвость

SF >5Лп|п>

(23)

SFSt'>SFStmin

(24)

Страница 7

с 6- ГОСТ 2I3S4-87

Продолжение табх 2

KpBItp-'"

Услоакя ч»гручо*®й способности

Ресурс

°Гт»х<0ГРт»х

(26j

Вероятноеib безотказ

PF(NL>NK)>Prm,n.

(27|

ной работы

PFSI^0FSt^

in,

Примечание. oFr,,e%— максимальное местное напряжение от изгиба ■ опасном сечении зуба за весь срок службм;

Sr — расчетный коэффициент запаса прочности для предотвращен**

усгалос! hoi о разрушения материала

С    _ <Vllm6l'A’    V V V'    .    .«v

F--п--гн'х*л ■    У-')

Of.

SFSt~ расчетный коэффициент запаса прочности для предотвращен?* остаточных деформаций, хрупкого излома или первичных трешкп

при максимальной нагрузке;

о _ °PSt    , *65/    .    -o,u

•Vs<— —- v--•    '•* »

О,

У mm ' 6SIT

SL — число циклов напряжений п соответствии с расчетным сроко*--службы;

ЛГК— число циклов напряжений и соответствии с заданным сроком службы;

Рг — вероятность отсутствия повреждений н течение заданного сро«-з службы;

РраАп ' минимальное регламентированное значение Рг ,

Ppst~ вероятность отсутствия хрупкого излома члн остаточных де;ы->. мацнй при максимальной нагрузке;

Pf5/mln— минимальное регламентированное значение PFSt-

3.    Допускается вводить в расчетные формулы дополнительные коэффициенты, значения которых подтверждены теоретическими расчетами или экспериментально.

4.    Методы расчета на прочность активных поверхностей эубьез и на прочность зубьев при изгибе приведены в приложениях I—10.

5.    Пример расчета зубчатой передачи на прочность приведен е приложении II.

Страница 8

ГОСТ 21354-87 е. г

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ НА ПРОЧНОСТЬ АКТИВНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗУВЬЕВ И НА ПРОЧНОСТЬ ЗУБЬЕВ

ПРИ ИЗГИБЕ

Методы распространяются на силовые зубчатые передачи внешнего зацепления. состоящие из стальных зубчатых колес, исходный контур которых соответствует требованиям ГОСТ 13755-81. встроенные или выполненные а виде самостоятельных агрегатов, работающие со смазкой в закрытом корпусе при окружных скоростях не свыше 25 м/с в пределах температур окружающею воздуха от минус 40 до плюс 100 ®С.

Методы расчета могут распространяться на енлоиые. зубчатые передачи с параметрами, отличными от вышеперечисленных, если при их расчете будут учтены дополнительные факторы, оказывающие существенное влияние ка прочное».

Методы расчета не распространяются на передачи, прочность которых надежно определена на основе экспериментов, опыта зкеплуатапии и подобия

I. Общие положения    '    »Ч    *•'

• I* •

1.1. Термины и обозначения, относящиеся к геометрии ъ кинематике зуб-•зга* передач. — по ГОСТ 16530-82 и ГОСТ 16531-82.

J.2. Основные термины н определения, относящиеся к прочности зубчатых передач, приведены в табл. 3.

Таблиц*3

Термин

Опрсамсим*

,1 НН'1

Нагрузочная способность зубчатой передачи

Нагрузка, которую может безотказно передавать зубчатая передача в течение заданного срока службы при заданных режимах нагружения и условиях эксплуатации

Контактная прочность активных поверхностей зубьев

Способность активных поверхностей зубьев обеспечивать требуемую безопасное» против прогрессирующего усталостного выкрашивания, а также предотвращение остаточной деформации или хрупкого разрушения поверхностного слоя

Прочность зубьев при изгибе

Способность зубьев обеспечить требуемую безопасность против усталостного или хрупкого излома зуба, э также его остаточной деформация

1.3. Метод расчета геометрических и кинематических параметров зубчатой передачи, применяемых в расчете на прочность, • по ГОСТ 16532- 70 или но 1р;'Ложеиию 2 настоящего стандарта.

Страница 9

О 8 ГОСТ 21354-87

1.4. Буквенный обозначения. наименования параметров н единицы измерений приведены в табл. 4.

Таблица 4

06o)ui«rimc

I ,'aiiveiieoBuKc

llcetrp табаним. пункта. формулы

•«,

Межосепоо расстояние, мм

Табл. 20, п. 1

Ь

Шнрниа венца зубчатого колеса, мм

Табл. 5. п. 3

К

Рабочая шприиа венца зубчатой передачи, ИМ

Формула (2)

с'

Удельная нормальная жесткость пары зубьев. Н/(мм-мкм)

Табл. 6. п. 7.1.2

ст

Средняя удельная торцовая жесткость зубьев пары зубчатых колес, Н.*'(мм-*км)

Табл. 6. п. 8 1

л

Делительный диаметр, мм

Табл. 20. п. 3

da

Диаметр вершив зубьев, мм

Табл. 20. п. 5

ль

Основной диаметр, мм

Табл. 20. п ♦

Е

Модуль упругости материала зубчатого колеса. МПа

Табл 6. п 1

F,

Окружная сила иа делительном цилиндре в торцовом сечении. Н

Формула (2)

■F<,

Окружная сила иа делительном цилиндре при расчете ка пыжнмивость при нагибе. Н

Габл. 13. п 1

Окружная сила из делительном цилиндре при расчете на контактную выносливость. 11

Табл. 6. п. 4

Допуск иа направление зуба, мкм

Табл 5, п 7 1

Ue

Отклонение положения контактных линий вследствие упругой деформации и забора о полтинниках, мкм

Табл. 5. п. 12

Л

Фактическое отклонение положения контактны* линий в начальный период работы передачи. мкм

Табл 6. п. 7.1.1

■t»2

Отклонение положения контактных линий вследствие погрешностей изготовления, мкм

Табл. 6. п. 7.1.1.1

fph

Предельное отклонение шага зацепления, мкм

Табл. 5.П.8

«

Коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни н холе-еа при расчете коэффициентов K/fv и К Fj

Табл. У

Твердость сердцевины зубчатого колеса

Табл 5. п. 17

Но

Твердость поверхности зубчатого колеса

Табл. 5, п. 16

. V

Толщина упрочненного сдоя до исходной структуры (сердцевины), мм

Табл 5. п. 15

КА

Коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку (не учтенную в циклограмме нагружения)

Табл 6. п. 5

Коэффициент Кл прн расчете на макси' чальиую нагрузку

П. 4.2.2

Страница 10

ГОСТ 21354-17 с. 9 Продолжение табл. 4

Нпмр т*влицы, яум-»**, Формул»

Обожачгкм

|чяяи«1Ю«;ш|Н'

лРв

КГа

KFft

К/Г*

*nw

1*н

пх

N

N,

nff.

Nне "к

Ял*,


при расчете из niKWHOCTS

зубьев при изгибе


Таб


при расчете на прочность активных поверхностей

лубьсв


iV


HUm


гю

Яр


Коэффициент нагрузки

Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую негрузку

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями

Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий

Коэффициент нагрузки

Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями

Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий

Коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагружу

Коэффициент, учитывающий приработку зубьев I

Требуемый ресурс, ч Нормальный модуль, мм Число циклов напряжений Показатель степени для пересчета К/г? в

&F<

Эквивалентное число цих.тов напряжений при расчете нзгибной выносливости Эквивалентное число циклов напряжений при расчете контактной выносливости Число циклов напряжений в соответствии с заданным С|м>ком службы Число циклов напряжений, соответствующее перегибу кривой усталости, пра расчете на из-гибную выносливость Число циклов напряжений, соответствующее перегибу кривой усталости, при расчете на контактную выносливость Частота вращения, мин-1 Параметр протуберанца, мм Показатель степени кривой усталости при расчете на и:<гибнузо выносливость


Табл. 6. п. 6

Табл. 6. л. 7.2

Табл. 5, п. 11 Табл 5. п. 2

Табд 13, п. 5

Табл. 13, п. II

ТабА II, я. 3' '

I

Табл. II, в. 3- ' Табл 13. а 11.1

Табл. 11. п. 3.1

Табл 5. п. 10 Табл. 13, п. 6 Т.-'б.х 13, п. II

•N Г


Таб.». 13, п. 5

I

П. 3.U Табл. 6, п. 8

Табл. 6. п. 7


I

4 13. п.


Формула (38) ТабЛ 13, п. 3


Страница 11

'С. 10 TtfCT1 21354-87

.    *4    ч..г.

Продолжение табл. 4

I Ниченотчие

при расчете на н-иибную выносливость

Номер

таблицы, nv*.

кг*. |)ормуяи

Табл.

11. П. 3

Табд.

И. П. 4

Табл.

13. п. И

Табл

13, и II

Тябл

18, п 2

Табл. 11, п. 2

Обо!'.»*** «г

ОН

Ra\

Rz)

S,

Srst

Показатель степени кривой усталости при расчете на контактную выносливость

Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789 73 (высота неровностей профиля), мкм

Расчетный коэффициент запася прочности

Минимальный коэффици атт запаса прочности

Коэффициент запаса прочвости при расчете на прочность зубьев при изгибе максимальной нагрузкой

Расчетный коэффициент запаса прочности

при расчете на контактную выносливость

Минимальный коэффициент запаса прочвости

Wmln

T

v

“Vc\

Вращаюший момент, Н-м

Окружная скорость на делительном цилиндре, м/с

Удельная окружная динамическая сила. Н/мм

Коэффициент смещения

Коэффициент, учитывающий двустороннее приложение нагрузки

Коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности зуба

Yd

Y

Коэффициент, учитывающий форму чуба н концентрацию напряжений

rs

Коэффицнспт. учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба

Коэффициент долговеч-1 кости

, Коэффициент, учитывающий влияние шероховатости переходной поверхности

при расчете на нзгнбную выносливость зубьев

Коэффициент, учитывающий технологию изготовления

Коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса

. Коэффициент, учитывающий влияние способа получения зяготорм зубчатого колеса

Табл. 11, п. 2

Табл. 5, п. 9 Табл. 20, п. 10

Табл. 13, п. 3.1 Табл. 6, п. 6.1

Табл. 20, п. 4 Табл. 13. п. 10.6

Табл. 13. п. 10.4

Табл 13. п. 6 Табл. 13. п. 10.5 Табл. 13, п. 9 Табл. 13. п. 13

Табл. 13. п. 10.2 Табл. 13. п. 14 Табд. 13, п. 10.3


Страница 12

ГОСТ 21354-87 С. Ц

Продолжение табл. 4

Номер табллаы, пум-хтц, ф&рмухы ■'

ГСовмчеим

Наимсноелнке

Коэффициент, учитыва-кхдий наклон зуба

' >

Ум.

'sr

1 (ЯГ

I*

• I

Коэффициент, учитывающий град15вят напряжений и чувствительность материала к концентрации напряжений (опорный коэффи-ииенг)

Опорным коэффициент рассчитываемого дуб; чэтого колеся при-максимальной нагрузке Опорным коэффициент испытываемого з>б-чагого колеса при максимальной Нагрузке Коэффициент-, учитывающий перекрытие зубьев при расчете на выносливость при mrii-бс

Значение приработки, уменьшающее отклонение шага зацепления }/,с в результате и1 носа, мим

Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес. (МПа) 0,5 Коэффициент, учитывающий форму солрн-жевных поверхностей зубьев Коэффициент, учитывающий влияние вязкое ти масла

-L

Коэффициент долговечности

при расчете на выносливость активных поверхностей зубьев

Коэффициент, учитывающий влияние исходной шерохова тостн сопряженных поверхнос тей зубьев

Табл.'13. п. 7 Т*бл. 13. п. 12

II 4.2.4 П 4,24

» 1 Табл 1Э. и. 8 .1

Табл. 10

|

Табл; 6. п. 1

Табл. 6, п. 2

Табл.' И. п. 6

Табл, 11, п. 3 Табл. 11.V 4


Коэффициент, учитывающий размеры зубчатого колеса Коэффициент, учитывавший влияние окружной скорости Коэффициент , учитывающий суммарную длину контактных линий Число зубьев

-V

С ■

Эквивалентное число зубьев Делительный угол профиля в торцовом сечении, рад.

Угол зацепления, рад.

Угол наклона, град.

Основной угол наклона, рад.

Коэффициенты, учитывающие влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головой зубьев при расчетах Коэффициент торцового перекрытия Коэффициент осевою перекрытия

Табл. 11. п. 7 ТабЛ.'. II. п. 5

• * :    I

Габл. 6. п. 3

Табл." 5. п. 1 Табл. 20. п. 9 Табл. 20. п. 1.1

Табл. 20. п. 1.2 Табл. б, п. 5 Табл. 5. а. 2 Табл. 13. п. 3.1.1 Табл. 9

Табл. 20. п. 6 Табл 20. п. 7


Страница 13

С 12 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. 4

Обозначение

Гвииеномине

Номер 1*6лмиы. пункта. формулы

*1

Суммарный коэффициент перекрытия

Табл. 20. п. 8

Коэффициент Пуассона

Табл. 6, п. 1

°F

Напряжение изгиба в опасном сечении на

П. 4.1,1

переходной поверхности зуба. МПа Предел выносливости зубьев при изгибе,

МПа

*Р1М

Габл. 13, п. 10

<А„ .

Предел выиослнвостк зубьен при мз1Ибе, со

Табл. 13. п. 10.1

г lime

ответствующий базовому числу циклов напряжений. МПа

°Fm««

Напряженно изгиба зуба при максимальной

И. 4.2.1

нагрузке

оРР

Допускаемое напряжение изгиба э)бэ

П. 4.1. ф-ла (39)

aFPmt>

Допускаемое напряжение при изгибе зуба

П. 4.2.4

максимальной нагрузкой, МПа

°Н

Конгактное напряжение. МПа

П. 3.1

•«1141

Предел» контактной выносливости

Табл. 11, в. 1

вн™«

Контактное напряжение при максимальной

П. 3.2.1

нагрузке

аНР

Допускаемое контактное напряжение

П. 3.1,2

°«Лпа*

Допускаемое контактное напряжение при

П. 3.2.1

максимальной нагрузке

аТ

Предел усталости материала зачатого колеса. МПв

П. 3.2.2

Примечания:

1.    Приняты следующие основные буквенные обозначения расчетных пара* метров:

F — окружная сила, Н;

К — коэффициент, учитывающий влияние отдельных факторов на расчетную нагрузку;

S — коэффициент запаса прочности;

Г — расчетная нагрузка (вращающий момент), Н и; и — удельная окружная сила, Н/мм;

Y — коэффициент, учитывающий влияние отдельных факторов при расчет* ииибной прочности.

Z — то же, пря расчете контактной прочности; а — напряженке. МПа.

2.    Приняты следующие основные и дополнительные индексы для буквенных обозначений расчетных параметров:

F — относящийся к нзгибной прочности;

Н — относящийся к контактной прочности;

Р — дополнительный индекс, относящийся к допускаемому напряжению: 1— относящийся к шестерне;

2 — относящийся к колесу.

1 Отсутствие цифрового индекса означает отношение к любому зубчатому ко* лесу передачи

1.5 Рекомендуются следующие виды проверочных расчетов но прочность! 1,5.1. Расчет на контактную выносливость (предотвращение усталостиого выкрашивания активных поверхностей зубьев)— п. 3.1.

Страница 14

ГОСТ 21354—87 С. 13

1.5.2.    Расчет на контактную прочность при действии максимальной нагрузки (предотвращение остаточной деформации или хрупкого разрушении поверхностного слоя) — п. 3.2.

1.5.3.    Расчет на глубинную контактную выносливость для азотированных, цементированных и ннтроисментированиых зубчатых колес (предотвращение усталостного глубинного разрушения к последующего выкрашивания активных поверхностей зубьев) — приложение 8

1.5.4.    Расчет на глубинную контактную прочность при действии максимальной нагрузки (предотвращение продавливания упрочненного слоя, искажения профилей и последующего их разрушения)

цементированных и ннтроцементнрованных зубчатых колес — арнложение

Я

Примечание. В реверсивных зубчатых передачах, если условия их работы (значение нагрузки, длительность действия, частота вращения зубчатых колес и пр.) при изменении направления вращения меняются, расчеты на контактную прочность н глубинную контактную прочность активных поверхностей

дубье* для каждой рабочей стороны зуба зубчатого колеса следует производив как для самостоятельной передачи.

I 5.5. Расчет на выносливость при изгибе (предотвращение усталостного износа зубьев) — п. 4.1.

1.5.6. Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой (предотвращение остаточной деформации или хрупкого излома зуба) — п. 4.2.

Гб. Проектировочный расчет для орневтироаочкого определения габаритов передачи и модуля приведен в разд. 5.

1.7. Исходные данные для расчета ва прочность приведены в табл. 5.

1.А Расчетные формулы представлены с применением единии СИ, а также кратных и долЫШХ от них.

2. Исходные данные

Походные данные, необходимые для проведения проверочных расчетов, прп-

С'' тоны в табл. 5

Таблица 5

Кааиеномиие ханявго

ООошачеаис

1 Число зубьев шсстернп и колеса

*1. *1

2 Нормальный модуль, мм

т

3 Ширина венцов зубчатых колес, мм

Ь|.

4. Коэффициенты смещения шестерки к колеса

Х\. X|

5. Угол наклона, град.

Р

6 Наличие или отсутствие модификации головки

зуба

7. Степень точкоети передачи по ГОСТ 1643-81

7.1. Допуск на направление зуба, мкм

F?

7.2. Предельные отклонения шага зааевления, мхм

fpbli fpbi

8. Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73,

Ra

мкм

9. Циклограмма нагружения T—f(Nr)

10. Частота вращения ведущего зубчатого колоса,

nt

мин-1

И. Требуемый ресурс, ч

l-H

Страница 15

С 14 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. 5

lUiiucitoauiiM л*ниог»

Обозначен-/'

лм» */> Н()1* ^<У1 "к.. »к>. °п« °гг

12.    Отклонение положения контактных линий вследствие упругой деформации и зазора в подшипниках, мкм

13.    Марка стали зубчатых колес

14    Способ упрочняющей обработки зубчатых колес

15    Толщина упрочняющего слоя до исходной

структуры (сердцевины), мм •    1

16    Твердость поверхностей зубчатых колее (средняя)

17    Твердость с гр л urn и» и зубчатых колес (средняя)

18. Пределы текучести материала зубчатых колее, МПв

3. Проверочный расчет на контактную прочность

3.1. Пров срочны Л расчет па контактную выносливость Контактная выносливость устанавливается сопоставлением действующих в полюсе лаиетриня расчетного и допускаемого контактных напряжений

°Л=аНО V кн - °НР •    (31>

3.1.1. Конт.чктнпо напряжение в полюсе ииеплеии* при 1 определяют следующим обрзлон

(32)

°П0~7Е гН ze

Коэффициент нагрузки Кц определяют по зависимости KtrKA кнека»киа •

(33)

Параметры в уравнениях (32) н (33) определяют по табл. 6.

Примечание. В практических расчетах могут быть использован и зависимости

* F*H («+» .

"мг ~а~ ■

3.12. Допускаемые контактные напряжения ан? определяют «ля шегтернн и колеса по формуле

раздельно

__^Л1    7    7    7    7

(56)

“-5-о *Ц*Х •

анг

Страница 16

ГОСТ 21354—»7 С. 15 Таблица 6


Обоэя»-

чеим


Нл|>кх1!.<||цс [мрауктря


М»гов опр«Дг*л'н>11


I. Коэффициент, учитывающий механические свойства сопряженных зубчатых колес


для £|«£t=£ и V|~v*“03 принимают

z£—у о. 176-е .

Для стали при £—2,МО* МПа ZR -190


По черт. 1 или формуле


2. Коэффициент. учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления


■н


I


■н=


COS Я,


tg°/w


3. К«5>ффициеит, учитывающий суммарную длину контактных линий


По черт. 2 или формулам са


для в.


ДДЯ *3 <1


Zt = 1^/” -L для > 1


20007",н    2000Т

Г*--Tt— —.

При переменных нагрузках определи-

юг по приложению 3


4 Окружная сила на делительном цилиндре, н


м


5. Коэффициент, уипгыва-юшкй внешнюю динамическую

нагрузку


А'д-1.

Если в цикло! рампе ие учтены внешние динамические нагрузки, то можно воспользоваться ориентировочными значениями Кл , приведенными в Приложении 4 ДЛЯ некоторых мишин к механизмов


I

Страница 17

С. 16 ГОСТ 21354 —87

Продолжение габл. 6

Кьичскозаике параметра

Обспиа-

челке

Мстод'опреДелгии я

6. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникэкхцую в зацеплении до зоны резонанса

При выполнении условия

Vrt

“Ш&Г <1 для прямозубых

передач,    (34)

иг.

|СНХ) < 1.4 для хосадубых

передач    (35)

определяют по формуле

где vи — динамическая добавка.

При невыполнении условий (34) и (35) определяют по приложению 5


6.1. Удельная окружная мамнчегха» сила. Н/мм

ди-

6.1.1. Когк1 iDHUHcifT, учи? юингй влияние виде передачи и м .« ф i

ф|!ЛЯ ГОЛО'

6.1.2 и ваюш >!И гое

■я я колеса

Примечания:

1. Если с шестерней жестко связана массивная деталь (например зубчатое колесо, одетое на вал-шес-терню в непосредственной близости 07 угой шестерни) с моментом инерции в у раз большим, чем у шестерни, то значение ш//о следует увеличить а |    * Ч~д<) Y раз.

’ **+?

2. Если значения wHo, вычисленные по формуле, превышают лре* дельные значения, указанные в табл.

7. их следует принимать равнкчл I м предельным значениям п габл, 8

г бл 9


Страница 18

ГОСТ 21354-87 С. 17 Продолжение табл. 6

I !йниск0нйннс п*сим«тра

Обо»и*-

«•иг?

Метод определяй»

7. Коэффициент. учитыва- А'^р юшкй неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий

+(*ЯЭ" *)^/Л»

При дополнительно заданных конструктивных параметрах передачи on-

ределяется по приложению 6.


7.1. Коэффициент, учитывающий неравномерность распре деления нагрузки по длине контактных линий в начальный период раооты нерсдачи

0.46w/'2yc' cos л,

jyC COS аГ ,

Для прямозубых и косозубых передач при 'Ум <13


где /Ск=0,14, («ли максимальна* ордината эпюры распределения удельных нагрузок по ширине зубчатого венца расположена со стороны подвода вращающего момента; /(**=— —0.08 — в противоположном случае

Для шевронных передач с симметричным расположением относительно опор, при подводе мощности с одной стороны, при зацеплении шссгсрви только с одним колесом и Ч^— =&*#»»> 1.3 коэффициент определяют по формуле

где Ь ц - ширина канапхн между

шмушевронам»

7.1 1 Фактическое отклонение положения контактных линий в начальный период работы передачи

7.1 1.1. Отклонение положения контактных линий вследствие погрешностей изготовления

AiZ    ^1>н на-3'|Ч11:| >начсния допуска

1ьг~а? FI •

Г..С й, — коэффициент. учитывающий статистическое распределение погрешностей и критерии допустимого повреждения активных поверхностей зубьев: для передач с твердостью поверхностей 1>бьов обоих нубчатъгх колес //>350 MV *0.5;


Страница 19

С 18 ГОСТ 21354-87

Продолжение таб». 6

Наименование параметр!

Обзаиа-ч*и иг

Метод опрвдмввня

7.15. Удельная нормальная жесткость пары зубьса, Н/ /(мм-мкм)

для передач с твердостью поверхности зубьев хоти бы одного зубчатого колеса Не350 HV а& >0,3 По черт. 3 или формуле

'    о,ш+^    +

0.1860 +——--0,01xt

0,1^ДС|+0.00455т< +

+    +    0.007;*х*    -


_ 0.00054х= 20

■I-


о.гз


(0.0Ш„р+2)*<* +4)


72. Коэффициент, учитывающий приработку зубьев


Примечание. В формулу подставляется значение твердости мсмес твердого зубчатого колеса

8. Коэффициент. учитывающий распределение нагрузки между зубьями

Для прямозубых передач

Для косозубых передач при принимают


, о 4 giMfl, fpH-y* 1

]-

к юев-

^tH^A KHvKio для косозубых (при еу >2) ровных передач принимают

-

су Ьаа fpit yg )

х дал'

Страница 20

ГОСТ 21354-87 С. 19 Продолжение табл. 6

Наииеаоодине neptwcipa

Мтоз С*5г«л»Л»*ия

81. Средняя удельная торцовая жесткость iyfii.ni пары зубчатых колес. Н/(мм-мкм).

8.‘2. Уменьшение погрешности шага зацепления и результате приработки, мкм

9 Удельная окружная сила при расчете ма контактную выносливость

ВШ

аа — коэффициент, учитывающий статистическое распределение погрешностей и критерии допустимого повреждения активных поверхностей зубьев;

для передач с твердостью поверхностей зубьев обоих зубчатых колес

Н>350 HV •а>№

для передач с твердостью поверх-ности зубьев хотя бы одного зубчатого колеса //<350 HV

аа >0-

Должно выполняться условие С»

)<К

‘«3

cv-c'{0,?5iu-r 0.25)

По таб.1. 10

Прнмсчаике. При аа <1 можно принять >/„ - С

vh:~ г~ кн


В качестве допускаемого контактного напряжения «мьачч. которое сопоставляют с расчетным по формуле (36), принимают

для прямозубых передач минимальное из Оцр\ и °иг>:• т- *

°rtP= m i и | 0/lpl, atln j ; для косозубых и шевронных передач по формуле

анр = °, 45 (ояр, -f аНР7) > oWAT, in при выполнении условия

°///><!>25oHPmln.

Значения, входящие в формулу (36), определяют по табл. И При уточненном расчете для косозубых передач оцр елределяют по приложению 7.

Страница 21

С 20 ГОСТ 21*54-87

,,; , Ко*ффицвент. учитыяаюший ферму сопряженных поверхностей зубьев. Z „

Ь л

г* л

\ 1

LXc^1*

\УГ'

-


!*

a

Угол наклона на делительном цилиндре Черт. 1

Страница 22

ГОСТ 21364—87 е. 21

Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев. Ze


Конрфициекг, учитывающий перекрытие


Коэффициент торцового перекрытия ев Черт. 2

Удельная нормальная жесткость пары зубьеа с', Н/(мм-икм)

Страница 23

С. 22 ГОСТ 21354-87

Таблица 7

Модуль т, им

Степень точности по нормам iummocth по ГОСТ 1641-

72

5

6

7

8

9

10

До 3,55

85

160

240

380

700

1200

Св. 3.55

до Ю

105

W

310

410

т

1300

Св. 10

150

250

•150

590

1050

IS00

Таблица 8

Тмрдеть поверхностей зувьса по Вихгерсу

B»s эубье»

Значение ко»$-фашиеита

Л

При твердости Hi<350 HV

Прямые без модификации го"

0,06

иди Ht<3S0 HV

ловки

Прямые с модификацией головки

0,04

Косые

0.02

При твердости Н,>350 HV

Прямые без модификации

0.14

н Н,>350 HV

головки

Прямые с модификацией го-

0.10

.-жвки

Косые

0.01

Таблица 9

Значения коэффициента g0

Модуль т. им

Степень точности т кормач плавности по ГОСТ 1ЙЗ-

-в|

6

7

8

9

Ю

До 3.55

•1

2.8

3.8

4.7

5.6

' 7.3

10,0

С». 3.55

' » «

До 10

3.1

4.2

5.3

6.1

8.2

11.0

Се. 10

3.7

4.8

6.4

7.3

10.0

13,5

Предельные значения wH9 я »рс, Н/мм


Страница 24

ГОСТ 21354-87 С 23 Таблица !0

Ориентировочные значения приработки у а

Харсктерастек* мате-рмл| * у 6ч» го го ю.ка

Окрукиая скорость, м/с

Зн1ч«кне пряра&эт-ка' у , nu сь

Максснальхое значение пркработхв

Зубчатые колеса

<5

160

Без ограничения

с однородной структурой материала

5<с<10

°НИт

12800

®ЯНт

>10

6*00

°«Нт

Зубчатые колеса с поверхностным упрочнением

0.075 Spt>

3

Примечание. Если применяют материалы с разными механическими свойствами, то необходимо определить среднее арифметическое из значений приработки обоих зубчатых колес.

Таблица II

Рдокломляс

параметра

Обозначение

Mctoi Определения

1. Предел контактной выноелн-•ости, МПа

°НЧт

По табл. 12

Примечания:

1.    Значения о^.^можно принять отличающимися от приведенных в табл. 12, если опн оправданы натурными или стендовыми испытаниями спроектированных зубчатых колес или их моделей.

2.    Значение в//цт для азотирования уста* яовлево только для зубчатых колес с шероховатостью поверхности не хуже Яа—1,2о ■ суммарном пятне контакта зубьев в передаче не меньше предусмотренного 6-й степенью точности по ГОСТ 1643-81.

2. Коэффициент запаса прочности

SH

Коэффициент запаса прочности интегрально учитывает приближенный характер метода

расчета.

Минимальная безопасность должна устанавливаться с учетом неточности исходных параметров, заданной вероятности неразруше-ния и опасности возможности повреждений.

Страница 25

С 24 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. JI

Наименование

параметра

II

О&такхи*

Метпд определении

При отсутствии необходимых фактических статистических данных можно применил, следующие минимальные коэффициенты запаса прочности:

для зубчатых колес с однородной структурой материала 1.1;

для зубчатых колес с поверхностным упрочнением зубьев 5Hrt)ln “1.2

Примечание Для передач, выход из строя которых связан с тяжелыми последствиями. значение минимальных коэффициентов запасов прочности следует увеличивать до SKm|n= 1,25 н S//m(n — 1.35 соответственно

3. Коэффициент долговечности

zN

По графику (черт. 4) или формулам-

ft

гк~ у/ ПРИ NK<Nmim*

но не более 2.6 для однородной структуры материала и 1,6 для поверхностного упрочнения;

го _

z*~ У при

но не менее 0,75.

Примечание. При использовании метода эквивалентных циклов вместо Л'Л подставляют МНЕ

3.1. Базовое число циклов напряжений, соответствующее пределу выносливости

Ь'н, 1га

По графику (черт. 5) или формуле •Vwlm = 30Hf,-2<l20.|0‘

4. Коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев

Значение Zl( .общее для шестерни и колеса, принимают для того из зубчатых колес пары, з\'бья которого имеют более грубые поверхности. в зависимости от параметра шероховатости поверхности.

Страница 26

ГОСТ 21354-87 С. 25

Продолжение табл. И

Наимеиомине

аафамет?*

Обоыичквле

Мс :од оорсделспа

Для /?а-1.25-0,63 ZR-1.

Для Ra—от 2,5 до 1,25 Z^-0,95. Для /?г-от 40 до 10 ZR-0.9

5. Коэффици-еит. учитывающий окружную скорость

Z.

Определяют по графику (черт. 6) нли по формулам

при Н<350 HV ZP-.0.85 v при Н> 350 HV 1и -0.925 о*-*

6. Коэффициент, учитывающий влияние смазки

Ч

Zt-1

7. Коэффициент. учитывающий размер зубчатого колеса

г*

Определяют по графику (черт. 7) нли по

формуле

Zx - Г 1.07—10—• rf.

При rf<700 мм принимать Z*-»!

График для определения коэффициента 2Л.

Черт. 4

Страница 27

С.- 26 ГОСТ 21354-87

График для определения базового числа циклов перемены напряжений Nmim

циклов

Черт. 5

График для определения коэффициента Z..

Черт. 6


Страница 28

ГОСТ 2IJ54—87 С. 27

Черт. 7

Таблица 12

Способ термической II *№ико-турми*«коП обраСст-хп эубьеа

Ср*ЛН»Я 7МРДПСТ1.

по*ерхиО<т»* эубь*8

Сталь

Формул» 1.1 П р»С«*Т«

значений a,.,., МП* пито

1. Отжиг, нормализация или улучшение

Менее 350 Н В

Углеродистая

2. Объемная и поверхностная закалка

38 .. .50 HRC,

п .тегированная

°Hllmb “}7HHRC, + +200

3. Цементация н ннтроцемента-ция

Болес S6 HRCj

Легированная

^/fiimft =23HhrC»

4. Азотирование

550.. .750 HV

«Hiim»3*1060

Примечание. Соотношения между твердостями, выраженными в едини* цаа HfcC,.HV и НВ определяют по графику (черт 8).

График для определения коэффициента Zx


Страница 29

С 28 ГОСТ 21364-87

Графи* соотношений твердостей, выраженных в единицах НВ, HRC, и HV

Черт 8

3.2. Расчет на контактную прочность при действии максимальной нагрузки

3.2.1. Прн действии максимальной нагрузки Г1П8М наибольшее за заданвыЯ срок службы контактное напряженно о^,Л '*е должно превышать допускаемо-

го °НРтжх

Напряжение о определяют по формуле

Гти^//т,«

ан \/ -

Ти

Г5С Кнтлх— коэффициент нагрузки, определяемый при нагрузке Ттв..

3.2.2. Допускаемое контактное напряжение прн максимальной нагрузке, не вызывающее остаточных деформаций или хрупкого разрушения поверхностного слои oMPmtt , зависит от способа хнмпко-тсрмической обработки зубчатого колеса и от характера юменення твердости во глубине зуба:

1) для зубчатых колес, подвергнутых нормализации, улучшению идя сквозной закалке с низким отпуском, принимают

Страница 30

ГОСТ 21354-Л7 С. 29

°//Рта»==;!'Г :

2) для зубьев, подвергнутых цементации или контурной закалке, прннима-

ют:

°Я/'т»х‘=44,,НКС^

3) для азотированных зубьея принимают

°HPm»x =3HHV.

4. Расчет зубьев на прочность при изгибе

Расчетом определяют напряжение в опасном сечении на переходной поверхности зуба для каждого зубчатого колеса.

4.1. Расчет зубьев на выносливость при изгибе

Выносливость зубьев, необходимая для предотвращения усталостного излома зубьев, устанавливают сопоставлением расчетного местного напряжения от изгиба о опасной сечении на переходной поверхности и допускаемого напряжения

<0fp-

Расчетное местное напряжение при изгибе определяют по формуле

(37)

Для коэффициента нагрузки KF принимают:

кРлк,0кпкРя.    т

Между допускаемым напряжением aFP н пределом выносливости <тjp,tTTlfr существует следующая взаимосвязь

(39)

°FP— SF YXY»yRYX-

Параметры, входящие я формулы (37) — (39). определяют по табл. 13.

Таблица 13

Нами? iionannc rapsvt-tpa

Otoiu-

«еям

М^тод опрга«л»иия

1. Окружная сила на делительном цилиндре, И

20007" 1F    2000Ггр

V г'

При переменных нагрузках определяют

по приложению 3


2 Коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагружу

Кл-1.

Если в циклограмме не учтены внешние динамические нагрузки, то можно воспользоваться ориентировочными значениями Кл, приведенными в приложении 4 для некоторых машин н механизмов


Страница 31

С. 30 ГОСТ 2135-4-87

Продолжение табл. 13

НанмЧЯОВМШВ r.apivrrpa

Обозна

чение

Метод определения

3. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении до юны резонанса


К,


При выполиеянн условия:

ДЛЯ ПрЯМОЭубЫХ М|


Ff


(40)

«1)


<1


передач


1000


от.

для косозубых передач-^qqq-< 1,4 определяют по формуле

К/гв—1+> ”4—.

rtF*A

где vp — динамическая добавка.

При невыполнении условий (-10) и (-11) определяют по приложению 5


V•


3.1. Удельна* Аруж-паи дииамичесл^л -ила. Н/мм


wFv


S'*


w


Fv


Примечания:

1. Если с шестерней жестко связана массивная деталь (например зубчатое колесо, закрепленное на вал-шестср’не в непосредственной близости от этой шестерни) с моментом инерции в у раз большим, чем у шестерни, то значение о>р0 надо увели


V4


^)у


чить в


раз.


и

2. Если «эчении


вычисленные по


Fo


3.1.1. Коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля зубьев

3.1.2. Коэффициент, учитывающий влияние разности шагов злцепле кия зубьев шесгерии и колеса формуле, превышают предельные значения, указанные в табл. 7, их следует принимать равными этим предельным значениям

е*

Для хосозубих и шевронных передач

Для прямовубмх передач с модпфв»—

ей головки <=0,11.

Для. прямозубых передач без модификации головки бF —0,16.

По табл. 8


Страница 32

ГОСТ 21354-87 С. 31

Продолжение табл. 13

HaaiKKOMuac nap*we ;р«

Обо*и«-

«НМ

Метод оорсдс.ч«ни«

4. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий

*п

По черт. 9 или формуле

)А> . («) где Nr определяют по формуле

Nr~(b/h)*+lfh+l *

принимая

2m

Л— — Д-4* прямозубого зацепления; а

Л—2т для хосозубого зацепления.

Для (6/Л) необходимо подставить значение более узхого колеса Примечание. В уточненных расчетах /<^3 в первой формуле по табл. 6. п. 7.1, принимая 0,6 вместо 0,4.

5. Коэффициент, учитывающий распределение иагручкц между зубьями

«Га

Расчсг прямоэубыч передач первоначально производят н предположении, что в зацеплении находится одна пара зубьев я принимают и )\ »1. Если при атом уровне прочности не удовлетворяется (о г >aFP ), то для передач не грубее 8-й степени точности по нормам плавности ГОСТ 1643-81 следует провести расчет для двух случаев зацепления (в вершине зуба и в верхней граничной точке однопарного зацепления) по приложению 9.

Для косохубых п шевронных передач A"f,4 по табл. 6. п 8 При *»<.« в уточненных расчетах принимают it,, -Сие» >0.4.

Должно выполняться условие

U'*[/„<«,

6. Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений

yFS

По черт. 10 п*я лрибдяжеино по формуле

Для зубчатых колк изготовленных с применением червячиоч фрезы или зубо-1 строгальной гребеикк с г • • .т\Осраицсм

Страница 33

С. 32 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. 13

Нанмеиомкис параммр*

Otosn»-

ЧГНШ-

Метод определив»

(при Au<)/m—1,4 и Pr0!m-0.05), по черт. 1! или приближенно по формуле

YFS-$fil+ 0.53х»+ “^-37.6^- .

Примечание. Формулы ие учитывают влияния шлифовочных ступенек, которые могут привести к значительному увеличению концентрации напряжений

7. Коэффициент, учитывающий наклон зуба

Ь

4>0*7

8. Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев

>.

Для прямозубых передач при предварительных расчетах Yt -1. Для уточненных расчетов для прямозубых передач не грубее 8-й степени точности по нормам плавности ГОСТ 1643-81 по приложению 9.

Для косозубых передач

0.8

при «з d Kg =0,2+— . при > 1 Г, - —

9. Коэффициент долговечности

Ун

«F _

v =, 1 /Ы*Н"

' " 7

но не меисе 1.

Для зубчатых колес с однородной структурой материала, включая закаленные при нагреве ТВЧ со сквозной закалкой, и зубчатых колес со шлифованной переходной поверхностью, независимо от твердости и термообработки их зубьев

Я г-в-

Страница 34

ГОСТ 213И-87 С. 33

Продо.кжение табл. 13

Ниимеиооаикс параметра

Обоз»*> чей в»

Метод определения

Для зубчатых колее азотированных, а также цементированных и нигроцементи-роеаииых с нешлифованной переходной поверхностью

<7,-9.

Максимальные значения YN с

ПР“

l'.Vm*i’*2"5 "Р"

Примечание. При использовании метода эквивалентных инхлоо вместо N к подставляют NFE.

9.1. Базовое число циклов напряжений

NHlm

*„„-4.10* .

Примечание. Под базовым числом циклов напряжений понимают число циклов. соответствующее на диаграмме усталости переходу наклонного участка кривой усталости в горизонтальный участок или участох с очень малый наклоном к оси циклов

10. Предел выносливости зубьев при изгибе, МПа

10.1. Прегед выносливости зубьев при изгибе, соответствующий базово ыу числу циклов напряжений, МПа

°Яип*

Ут**YgYd'l л

Установлен для отнулевого цикла напряжений. Определяют в зависимости от способа термической или химико-терми-чсской обработки по табл, 11—17.

Примечания:

1. В качестве oj.llni>o табл. 14—17 использованы усредненные значения предела выносливости зубьев цилиндрических >водь-вентных колес внешнего зацепления, найденного экспериментально и выраженного в максимальных местных напряжениях. Максимальные местные напряжения определялись в предположении упругого поведения материала.

2 Зак. 3200

Страница 35

С 34 ГОСТ 2I3M-87

Продо.кжение табл. 13

Каюгснохашк r.sptx'rpa

Обээла-

«нм

Метод определения

10.2. Коэффициент, учитымюшмй технологию изготовления

103.    Коэффнннент. учитывающий спосс<5 по лучения заготовки зуб чзтого колеса

Определяют в зависимости от способа термической или химико-термической обработки по табл. 14—17

104.    Коэффициент, учитывающий влияние шлифования переходной поверхности зуба 2. Значения c^iimi можно принять отличающимися от приведенных в табл. 14—17, если это оправдано стендовыми иди натурными испытаниями спроектированных зубчатых колес или их моделей

При отступлениях от примечаний к табл. 14—17 принимают У у <1

Для поковок и штамповок Yt *1.

Для проката Уг “0,9.

Для литых заготовок Уg -0.8

Для зубчатых колес с нешлифованной переходной поверхностью зубьев принимают

У,-1


10.5. Ко>ффнциемт. учитывающий влияние деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной поверхности

Yd

Для зубчатых колес без деформационного упрочнения или электрохимической обработки переходной покерхиости принимают У а **1


При одностороннем приложении нагруз


ки


=1.


10.6. Коэффициент, учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки


При двустороннем приложении нагрузки min

Уя >v

1~Уа

¥¥)' Ys 's'

Примечание. При 7> <0.6 7> можно принимать УА -1

Страница 36

ГОСТ 21354-87 С. 35

Продолжение табл. 13

Наименование параметра

06о)Ш-

«енве

М-'ТОЯ ОПр«-Л«Л(!КИЯ

10.6.1. Коэффициент, учитывающий влияние амплитуд напряжений противоположного знака

Для зубчатых колес из отожженной, нормализованной н термоулучшеииой стали

У л -0Л5.

Для зубчатых колес с твердостью поверхности зубьев более <5 HRC», за исключением азотированных,

Ул -0,25.

10.6.2. Исходна* расчетная нагрузка, действующая на противоположную сторону зуба. Ни

Т'г

Для азотированных зубчатых колес

ТД “0.1

Определяют аналогично Г F .

Примечание. При методе эквивалентных моментов вместо Ту подставлять TFF

10,6.3. Коэффициент долговечности при расчете противоположной стороны зуба

у*

Определяют аналогично Ys по п. 9

11. Коэффициент запаса прочности

s.

Коэффициент запаса прочности интегрально учитывает приближенный характер метода расчета. Минимальная безопасность должна устанавливаться с учетом неточности исходных параметров заданной вероятности неразрушення н опасности возможности повреждения. Определяют в зависимости от способа термичесхой и химико-термической обработки н вероятности не-разрушенкя. В табл. 14—17 приведены SР для вероятности неразрушения 0.99. При отсутствии необходимых фактических статистических данных минимальные коэффициенты запаса прочности прн использовании в качестве о5г„оЛмедианных (средних) значений

Sn^-1.4-1.7

2'

Страница 37

С. 36 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. IS

HtK*eповеян* г.*р*детр«

Обв*И4-

«нн

Метод определения

12. Коэффициент, учитывающий градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации напряжений (опорный коэффициент)

у*

Кф ■“! ,082—0,172 1g m

Для уточненных расчетов при р/г„>7 мм можно пользоваться следующими зависимостями:

для зубчатых колес, изготовленных из нормализованной улучшенной стали и с поверхностной закалкой без охвата основа-аия зуба:

Уt =(1,0-0,07 Ig«)| 1,0 4-

для цементированных, нитроиементиро-ванных зубчатых колес и с поверхностной закалкой, кроме закалки без охвата основания зуба:

Y6 =0.84(1,0 +х°-мЮ_0'Т5),

где х — относительный градиент напряжений, мм-*; х*=2Л/р^я ;

— радиус кривизны переходной кривой в опасном сечении, определяют по черт. 12а и 126

13. Коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности

у*

Для шлифования п зубофрезероваивя при шероховатости поверхности не более Яг-40 мкм Yr —1. Для полирования YK о зависимости от способа термического упрочнения принимают: при цементации, нитроиементации. азотировании (полирование до химико-термической обработки) KR — 1,05; при нормализации и улучшении У*-1,2;

при закалке ТВЧ, когда закаленный слой повторяет очертание впадины между зубьями YR — 1,05;

при закалке ТВЧ, когда закаленный слой распределяется на все ссчеиие зуба, а также часть ступицы пол основанием зуба и впалнны или обрывается к переходной поверхности Уд “1.2

Страница 38

ГОСТ 213S4—87 С, 37

Продолжение табл. 13

Шкчгаооа«№* параметре

Овоаиа-

■ииив

Метод опр*а«леви*

14. Коэффициент, учи

у%

Yx —1.05—0.000125 d

тывающий размеры зуб

чатого колеса

График для определения коэффициента К

Черт. 9

Страница 39

<3. 38 ГОСТ 21354-87

Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений

tr„=20s; А* —i I; с»-0,25; f<,(j/ffin=0f38 Черт. 10

Страница 40

ГОСТ 21354-87 G. 38

Коэффициент, учитывающий форму зубьев, изготовленных инструментом с протубемии**

Черт. 11

Страница 41

(L 40 ГОСТ 21354-87

Относительны! радиус криииэиы переходив* кривой зувьеа

с исходным контуром по ГОСТ I375S—81

Ри!тч ■

£21=0,417+1^— —10,34 _£-+6,03—-0,071х+0,036х* т„    г    гг

Черт. 12а

Страница 42

ГОСТ 21354-87 в. 41

Относительный радиус ириаизиы переходной кривой зубке», нарез 1 с мы х зуборезным инструментом с протуберанцем

«-20*; Л*-«; С*—0,4; р*/0—0.4; Pzo/*n-0,05

f/n/mn~°-424-b 7,j— —    0*019»—0,004д*

Черт. 126

Страница 43

Определение параметров o*,Im6, Yg, Ул\

Легароэв'гми* сталь

Кохцеитраияа углерода Hi потертости, ч

I. Содержания никель болев 1 % и хром 1 % я менее (например марок 20ХН. 20ХН2М. 12ХН2, I2XH3A; 20ХНЗА, 15ХГНТА по ГОСТ 4543-71)

0.75-1.1 (достигается при контроле и автоматическом регулировании

углеродного потенциала карбюризатора и закалочной атмосферы)

2. Безникелсвая. содержащая никель мскес 1 % (например марок 18ХГТ, ЗОХГТ. 20л, 20ХГР по ГОСТ 4543-71 н марки 25ХГНМЛ)

Содержащая хром более 1 % и никель более 1 % (например марок 12Х2Н4А, 20Х2Н4А, J8X2H4BA по ГОСТ 4543-7! и марки ИХГСН2МА

Таблица 14

Твердость зубьев ид поверхности

#

л

1

оС

о

УГ

дробь

ролик*

Si

ill

s'6

sr

950

0,75

1,0-1.05

1.0

1.55

0.6

1,1-1.3

1.2

57...63 HRC*

S20"

0.75

1.0—1.1

l.l

1,55

0,66

1.1—13

I SF для цсмеггтяродднных зубчатых колес

Страница 44

Продолжение табл. N

Концентрация углероде на виг* рх пост и, .ч

Т*грдост». *убь*в

Н9 по*#рлностн

3

s

1

°оЧ

УГ

и

s'*

р

жровь.4

ролики

«ч.

fi

ti'i а с

3. Всех марок

0.6-1.4

(достигаемся при цементации в средах с неконтролируемым углеродным потенциалом и закалке с применением средств против обезуглероживания)

56... 63 HRC,

ш

0.8

1.1 — 1.2

1.2

1,65

<).Ь5

1.15—1.3

1.25

4. Содержащая никель более 1 % (наприцер марок 20Х2Н4А 20ХНЗА. 1ЭХ2Н4ВА по ГОСТ 4543-71)

Возможно обезуглерожива нке (производится при закалочном нагреве в атмосфере воздуха или продуктах сгорания смеси углезодородов с воздухом)

53... 63 HRCt

780

0.8

1,1—1-2

1.2

1,70

0,65

5. Проман (например марок 18ХГТ, ЗОХГТ по ГОСТ 4543—71)

680

0.8

1.15-1.3

1.26

1.70

о,?

• Значения о£ПгаЬ установлены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия:

1)    толшина диффузионного слоя у переходной поверхности зубьев (0,28 rw—0,007    мм;    данную формулу

применяют при расчете колее с модулями до 20 мм. Толщину диффузионного слоя рекомендуется определять на отожженных шлифах как толщину слоя до структуры сердцевины; .

2)    твердость сердцевины зубьев, измеренная у нх основания, находится в пределах 30... 45 ИКС»;

3)    зерно исходного эустенита в диффузионном слое не грубее балда о по ГОСТ 5639-65.

Страница 45

Если хотя бы одно условие не выполняется, то следует приведенные втаблице Значения о®икЬ снижать на 25 %• Марку стали н технологию химико-термической обработки выбирают, исходя нз требуемой прочности зубьев с учетом

экономических факторов. Не всегда целесообразно выполнять условия I, так как это может быть связано с дополнительными издержками производства.

Значения <т£,|П1* установлены для условий плавного изменения напряжений на переходной поверхности и не касаются спектра иагружения, для которого характерно наличие ударных нагрузок. Если в спектр включены ударные нагрузки. то независимо от технологии химико-тсрмичсской обработки предпочтительнее применять стали с высоким содержанием никеля.

Для сталсй с содержанием хромз более I % я никеля более 1 %. закаливаемых после высокого отпуска, при- 3 ннмают o£iIni& «»9S0 МГ1а, оелн высокий отпуск проводится п беэовсисдктельной среде.

Данные в знаменателе принимают, если не гарантировано отсутствие шлифовочных прижогов или острой шлифовочной ступеньки на переходной поверхности.

4 Данные в знаменателе принимают для зубчатых колес, упрочненных дробью или роликами после шлифования переходной поверхности или шлифования с образованием ступеньки на переходной поверхности.

Максимальные значения У* следует принимать при оптимальных режимах деформационного упрочнения.

5 Значения У4* установлены для условий бескорролионной электрохимической обработки, проводимой для удаления слон интенсивного обезуглероживания и слоя внутреннего окисления. Данные в знаменателе принимают в случае, если электрохимическая обработка проводятся после шлифования переходной поверхности. Пели электрохимической обработке подвергается зубчатое колесо со шлифовочной ступенькой на зубе, то принимают К</ «-1.

•• Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать значения SF в индивидуальном по-рядхо.

Страница 46

Таблиц* IS

Определение параметров о®|(|п6, Yg, Y4, SF для нитроцементироваиных зубчатых колес

Легированная сталь

Конце ит рання» утлероди на nontpxuoc-7И. К

Копюктря-вяя я>ота hi

ПОИ рХИОСТИ,

к

Твердость »убь«в ив поа«рх1ости

Е,

oh.5 0 £

«г’ *ь Р

I. Хромомарганцевая, содержащая молибден, закаливаемая с ннгроцементационкого иагре па (например марки 25ХГМ по ГОСТ 4543- 71)

0.7-1.0

0.15—0,3

57...63 HRC,

1000

0,7

1.0

1-1.35

1.55

2. Не содержащая молибден, закаливаемая с ннтроцемента-ционного нагрева (например марки 25ХГТ, ЗОХГТ, 35Х по ГОСТ 4543-71)

0.7-1.0

0,15-0,5

57.. 63 HRC,

750

0,75

1,05-1.1

1.1-1.35

1.55

1

Концентрация углерода достигается пра контроле и автоматическом регулировании углеродного потенциала карбюризатора и атмосферы для нагрева при закалке.

Страница 47

••• Данные установлены для случаев, когда гарантировано отсутствие шлифовочных прнжогов или острой шлифовочной ступеньки на переходной поверхности. Если эти условия не гарантированы, то значение Уg уменьшают на 25 %.

4 Данные в знаменателе в скобках приминают для зубчатых колес, упрочняемых дробью или роликами после шлифования переходной поверхности или шлифования с образованием ступеньки на переходной поверхности.

Максимальные значения Yа следует принимать при оптимальных режимах деформационного упрочнения.

ФЬ Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать аначення SF в индивидуальном порядке.

Страница 48

Таблица ]6

Определение параметров oplUob. Yg, Уа, SF дли зубчатых колес ю отожженной, нормализованной я улучшенной стали, зубчатых колес, закаленных при объемном нагреве, и вотированных зубчатых колес

Tw-'рДОСТЬ »убММ

Стал к

Q»«XO$ Т»рн?ГКСГО* ИЛЧ XHWHKO-TCpVIH^C-кой обработки

и» г>аосрх* кости

Й ссрдисйиис у оспоезини

г°

°Л1ШЬ • МП»

г7

УГ

SP

1. Углеродистая и

Нормализация,

180... 350 НВ

1.75 Ннв

и

1.1—1.3

1*7

легированная, содержащая углерод более 0.15 % (например марок 40. 45 по ГОСТ 1050-74, марок 40Х. 40ХН, 40ХФА. 40ХН2МЛ. (8Х2ШВЛ по ГОСТ 4543-71)

улучшение

1.1—1.3

2. Легированная, со

Объемная за

45 ...55 НТ?С»

580

0.9

1.05-1.15

1.7

держащая углерод 0,4—0.55% (например марок 40Х. 40ХЦ 40ХФА, 40ХН2М по ГОСТ 4543—71)

калка с применен кем средств против обезуглероживания

0,75

1.1—1-3»

3. Легированная, со

Объемная за

45...55 HRC*

500

1.0

м-1.3

1.7

держащая никеля более 1 cfc (например ма-рок 40ХН, 50л Н. 40ХН2МА по ГОСТ 4543-71)

калка при возможном обезуглероживании

<ПГ

1.1-1 ,а

ГОСТ 21354-87 С. 43

Страница 49

Продолжение табл. /6

Сталь

Способ п? рмнтссвоЛ или химнхо тгрии-чясксА оСрлбэтхи

Твердость 3J б1с в

яо •

Fllmb • Mils

*7

гГ

SF

чш поверх-кос гм

D ССрДИСЬИМС

у осмомнмя

4. Прочая легированная (например марок 40Х, 40ХФА по ГОСТ 4543-71)

Объемная закалка при возможном обезуглероживании

45.. .55 HRC,

460

1.0

0.8

I.1-I.3

1.7

1.1-I.2

5. Содержания алюминий

Азотнроваине

700...950HV

24...40HRC*

290+

+«н)йй-

1.0

1.7

6. Прочая легированная

550...750HV

24...40HRC&

1

Значения    установлены    для    азотированных    зубчатых    колес, для которых выполнены следующие усло

вия:

1)    толщина диффузионного слоя для зубчатых колее из сталей    с алюминием    раона    0,07т—0,1т, для    зубчатых

колес вз прочих легированных сталей равна 0,1/и 0,13т;

2)    в структуре диффузионного слоя отсутствует замкнутая нитридная сетка ндн е-фазз

Если хотя бы одно условие не выполняется» то следует приведенные п таблице значения о^|||П* уменьшить

на 20%.

Страница 50

Таблица 17

Сталь

закаленного

слоя

Твердость аубдеп

0 *

®Г11т* • МП*

47

ч1 оереходжоа покрхксстя

а еердцеми*

1. Пониженной прокэ-лмваемостм. содержащая углерод 0.5—0.6 % (например марки У6 по ГОСТ 14G6—54. марки 55ПП)

Закаленный сдой повторяет очертания впадины

58...62HRCt

28...35HRC*

870“

0.75

1.0

1.7

0.55

1.1—1.2

2. Специальна»! легированная. содержащая углерод 0.6% (например марок 60ХВ,

еох, вохн)

S4...60HRC*

25.. 35HRC*

730***

0.8

1.0

1.7

0.7

1.1-1.2

3. Легированная, сохержащая углерод 0.35—0.5 % и кике ль 1 % и более (например марок 40ХН, 40ХН2МА по ГОСТ 4643 -71)

48..58HRC»

25. 35HRC»

(во

1.0

1.05—1.1

1.7

0,8

1,1—1.2

4. Прочая легированная, содержащая угле* род 0.35-0.45 % (на. пример марок 40Х,

35ХМ по ГОСТ 4543-71)

48...58HRC»

25...35HRC»

580

1.0

1.05-1.1

1.7

0.8

1,1—1,2

Определение параметров , Yg, Yd, Sp для зуб«шх «олес,

закаленных при нагрепе ТВЧ


ГОСТ    21334—87    С.

Страница 51

Продолжение табл. 17

Тасрдосгь Э)бъ«»

Сгаяь

Форма эвкглсаного с до1

?*! ГКРСХОДМО* ПО1М(рхЖ0<ТЙ

н ссрдшгмнс

aFlimb • МПа

У?

у?

5. Легированная. содержащая углерод 0.35—0,45 % н никель 1 % н боле* (напрнкер марок 40ХН. 40ХН2МА по ГОСТ 4Г>43—-71)

Закаленный слой распространяется на нее ссчсняе зуба и часть тела

48-55 HRC,

580*«

1.15—1.35

1.7

6. Прочен легирован-нзя, содержатся углерод 0,3S—0,45 % (на-

зубчатого колеса под основание* зуба и впадины

480м

1.0

1.1—1.2

пример марок 40л, 35ХМ по ГОСТ 4543-71)

0.8

7. Углеродистая я легированная

Закаленный слой обрыиается на переходной поверхности или вблизи i»ee

Незакалсмкой частя зуба 200 ...300 ИВ

390

1,2—1,4 1.1-1.3

1.7

1

Значения oJ.|(ll.b у4таномены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия:

1)    тодшниа закаленного слоя (до структуры сердцевины) у переходной поверхности 0.2/л—0,4/п;

2)    в структуре закаленного сдоя отсутствует феррит.

Если хотя бы одно условие не выполняется, то следует приведенные в таблице значении о^цт» уменьшать на 30%.

Страница 52

Форма закаленного слоя, повторяющего очертания владиаы между зубьями, достигается на зубчатых колесах с модулем 6 мм к более пра глубинном индукционном электронагреве и охлаждении » быстродвижущемся потоке воды с самоотпуском.

м Форма закаленного слоя, повторяющего очертания впадины между зубьями, может быть получена при индукционном злектронагреве токами двух частот.

♦« Значения a°FUmb установлены для зубчатых колес, для которых выполнены следующие условия:

1) толщина закаленного слоя (до структуры сердцевины) под основанием впадины между зубьями 0,5/и— —1,0т;

2)    в структуре закаленного слоя отсутствует феррит.

Если хотя бы одно условие не выполняется, следует приведенные в таблице значения o£,lr:ib уменьшать на 25 %.

•* Данные в знаменателе принимают, если не гарантировано отсутствие шлифовочных прижогов или острой шлифовочной ступеиьки на переходной поверхности.

•* Данные в знаменателе принимают для зубчатых колес, упрочняемых дробью или роликами после шлифования переходной поверхности или шлифования с образованием ступеньки на переходной поверхности.

Максимальные значения Yg принимают при оптимальных режимах деформационного упрочнения.

г Для передач особо высокой ответственности допускается устанавливать значения SF а индивидуальном порядке.

Страница 53

С 52 ГОСТ 213М-87

на прочность

при изгибе максимальной

4.2. Расчет нагрузкой

4.2.1. Прочность зубьев, необходимая для предотвращения остаточных деформаций, хрупкого излома или образования первичных трещин в поверхностном слое, определяют сопоставлением расчетного (максимального местного) и допускаемого напряжений изгиба в опасном сечении яри действии максимальной нагрузки:

°Ля»х <0FPm*x ■

4 2 2. Расчетное местное напряжение (<jfltttll.), МПа, определяют по формуле

(43)

Jfnvsx"

Для упрошенных расчетов в формуле (43) значения KFv, Кп, KFa,Y FS , Ур • берут из расчета вз выносливость ери изгибе (табл. 13), поэтому можно пользоваться зависимостью

FPt m»x    KAS

аГшшхш0Г

"=aF

4.2.3.    Зэ исходную расчетную нагрузку (FFtlM},), Н, или Г1(2>Л#1Х, Нм, принимают максимальную из действующих за расчетный срок службы нагрузок ударного или плавного характера — с числом повторных воздействий NK < <10*. Значения Т1(гт4хопределяют экспериментально динамическим расчетом или по отраслевым рекомендациям.

Если в циклограмме нагружения при рзечете вр представлены все внешние нагрузки, то принимают КА—1.

4.2.4.    Допускаемое напряжение (О/?рглх), МПа. определяют раздельно для зубчатых колес пары по формуле

°PPmtx =* -g' VRStYX -уГ-— •    <■**)

vPSt

6SI 6str

$FSl

где коэффициент Yx определяют по табл. 13 п. 14, (для варианта и условий, отраженных в табл. 18 и 19 Y^s/ = 1 и отношение Ytst^tsiT “ 0.а остальные параметры, входящие з формулу (44), определяют по табл. 19.

Таблица 18

Наименование п*р»м«тров

OOotna-

•миле

М-'ТОД ФПрвДОМНЯЯ

1. Предельное напряжение зубьеи яра изгибе максимальной нагрузкой. МПа

aFSI

0FSt=^FSt‘YiSi'ydst

Для марок сталей и способов термообработки. не вошедших в табл. 19, допускается определяй, по приближенной зависимости

0pSt9i0tllmb YNmut Kst

Страница 54

ГОСТ 213W-87 С. 53

Продолжение тобл. /в

Пошсяовшае плрмкгро»

Обозпа* •vent

М:год определения

1.1. Базовое значение предельного напряжения зубьев при изгибе максимальной нагрузкой. МПа

4s,

По табл. 19 в зависимости от марки стали и способа термической и химнко-термн-ческой обработан.

1.    В качестве a°FSt в табл. 19 использованы усредненные (медианные) значения предельного напряжения зубьев цилиндрических эвольвентиых колес внешнего зацепления, установленные нз основании испытаний при знакопостоянном ударном нагружении при числе повторных воздействий N от 1 до 10’ и выраженные в форме максимальных местных напряжений

2.    Испольювамис этих значений в расчете иа статическую прочность при плавном приложении нагрузки я иа мзлоцкклову» выносливость (при числе циклов

10*... 10’), обеспечивает дополнительный запас прочности против излома зубьев

1.2. Коэффициент, учи-тывающнй влияние шлифования переходной поверхности зуба

ytst

Для зубчашх колес с переходной поверхностью зубьев, подвергнутой шлифованию после термообработки: сквозной закалки с иагревсм ТВЧ к объемной ззкалкой:

YtSt =0.95 (черновой режим зубошли-фоваиня),

=“*.1 (чистовой режим); цеменгаиин с закалкой:

KfS, *-1.0 (черновой режим),

=*.05 (чистовой режим); нвгроцементации с закалкой:

Yg$i —0.9 (черновой режим),

У.Si -“0,95 (чистовой режим)

При отсутствии шлифоввипя ysSf“l

1.3. Коэффициент, учитывающий влнякне

деформационного упрочнения

Y<tst

Для зубчатых колес с деформационным упрочнением переходной поверхности зубьев:

нешлифованной

шлифованной

При отсутствии деформационного упрочнения 1

Страница 55

С. 54 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. 18

Наи»'ИО>*и|»« параметре»

0<к>ак«-

4tww

Метод опр*аед«!М1Я

1.4. Предельное значение х«*>ффиаиеит* долговечности

Устанавливается по табл. 13 п. 11 для N-Nk -10’.

Yrtaiax — 4 ПРИ Чр УЫтш “2,5 прв <?р =*9

1.5. Коэффициент, учитывающий различие между предельными напряжениями, определенными при ударном однократном нагружения и при числе удар них нагружений #"10*

KSI

Значения Kst установлены на основе усреднения результатов испытаний при ударном нагружении зубчатых колес с различными вариантами термической и химикотермической 0браб0!Ки и числе нагружений .V от 1 до 10\

К<$( 1,3 при i?/p “6.

KSf=>\,2 при Цр =9

2. Коэффициент запаса прочности

SFSl

SFSl'c,yt SY>

где Y t определяют яз расчета на выносливость по табл. 13 п. 10.3.

SY зависит от вероятности «разрушения Для марок сталей и способов термической и химико-термической обработки по табл. 19 11 вероятности иеразрушения 0.69 Sy=* 1,75

Страница 56

Таблица 19

Базовое значение предельного напряжения зубьев при изгибе максимальной кагруэков

Тжрдость зубьев

Вид терунчеспой или хумкко-терин^ской обработки эубьсй

Сталь

ив поверхяе«тя

Dссрдаськис у ОСИОМИИ*

мп*

Цементация

Закалка с по»-торного нагрева

Легированная с содержанием никеля >\ Ъ

56...62HRC»

56...60HRC»

30..4311RC,

27...32HRC*

2800

С непосредственного нагрева

Прочая легирован, пая

54...60HRC»

30..431 IRC*

2000

Нитроисиснтацня (с л тематическим регулированием процесса)

Закалка с непосредствен itoro нагрева

Легированная с молибденом

56...60HRC*

32...45HRC,

2500

Нитроцементацил

Прочая легированная

50...60HRC»

27..45HRC,

2200

АаогироМнке

Легированная (без алюхиния)

550...850HV

24...30HRC,

За кпд к.'« при на-

Сквозная до переходной поверхности

Легированная и углеродистая

«...52 HRC* у основания 200... 300 НВ

1800

греве J ВЧ

Сквозная с охваток дна впадины

Легированная с содержа нкем никеля >] %

48 ...52 HRC>

2500

Сквозная

Прочая легированная

2250

Страница 57

Продолжение табл. 19

Твержостъ »>быг»

Вид Т*рИЫ%:СКОЙ МЛМ ХНИИКЛ -TtpVH4fCKO* обработки аубм*»

С?*ль

и* noucpxflocTH

■ с* РАН* инее

у осноыишя

F5I . МП.

Закалка при нагреве твч

По контуру

Легированная с содержанием никеля более 1 %

48.54 HRC,

24..-30IIRC»

2200

Прочая легированная

1800

Объемная закалка

Легированная с содержанием никеля бо лее 1 %

48.-52 HRC,

2500

Прочая лсгиропэ!гиая

2250

Нормализация, улучшение

Лаированная и углеродистая

200 .-350 MB

6.5Ннв

G 56 ГОСТ 21354

Страница 58

ГОСТ 21354-87 С. 57

Б. Проектировочные расчет

5.1.    Расчет на контактную выносливость

5.1.1.    Проектировочный расчет служит только для предварительного определения размеров и не может заменить проведения расчета на контактную выносливость по п. 3.

Исходными данными для проектировочного расчета являются:

циклограмма нагружепия;

параметр фм=- & или ф*а« ~ ;

ИЮ1    “О*

передаточное число и;

вид передачи — прямозубая иди косозубая:

способ термической или химико-термической обработки и 7*ердот рабочих поверхностей зубьев.

5.1.2.    Ориентировочное значение диаметра начальной окружности шестерни (<**.,), мм, определяют по формуле

тде Ка — вспомогательный коэффициент.

Для прямозубых передач да =770. для косозубых к шевронных передач -675.

Ориентировочное значение межосевого расстояния (а*.), мм. определяют по формуле

3

где К л — вспомогательный коэффициент.

Для прямозубых передач К„ =495, для косозубых и шевронных передач Ка -430.

5.1.3.    При переменных режимах нзгружеиня исходную расчетную нагрузку {Т ), Н-м, определяют в соответствии с приложением 3.

5.1.4.    Коэффициент %• учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, принимают в зависимости от параметра по графику на черт. 13а.

Примечание. Коэффициенты фм и фЛа связаны зависимостью

5.1.5. В качестве допускаемого контактного напряжения анр для прямозубой передачи принимают допускаемое контактное напряжение того зубчатого холеса (шестерик или колеса), для которого оно меньше.

Допускаемое контактное напряжение рассчитывают в соответствии с указаниями п. 3.1.2, при этом следует принимать

ZR Zv ZL 2* =0,9

5.1.6. В качестве допусхаемого контактного напряжения оир для косозубой и шевронной передачи принимают условное допускаемое контактное напряжение, определяемое по формуле

Страница 59

в. 58 ГОСТ 21354-87

°НР “ °.45(°ЯР1+°;/Р2 ).

При этом должно выполняться условие

°НР < 1.23 0//pmln ,

где анртЛ — меньшее кз значений а НР1 и oHPt.

В противном случае принимают оИР«1,2.

График для ориентировочного определения коэффициента К*

Черт. 13а

52. Расчет на выносливость зубьев при изгибе

52.1. Проектировочный расчет служит только для предварительного определения размеров н не может заменять проведение расчета на выносливость зубьев при изгибе по разд. 4.

Исходными данными для проектировочного расчета являются:

циклограмма нагружения;

Ьш

параметр Фм= £— нлн межоссвое расстояние aw;

число зубьев шестерни гг.

угол наклона зуба £=*0 или ртьО;

коэффициент осевого перекрытия t3 >1 или е<, <1;

способ термической или химико термической обработки и твердость рабочих поверхностей зубьев.

5.2.2.    Расчет производится для шестерни.

5.2.3.    Ориентировочное значение модуля (т), мм, при заданном параметре вычисляют по формуле

Страница 60

ГОСТ 21354-87 С. 59

V'Kfft v

-' FSi

Zrfod-Ofrpi

гас Кщ— вспомогательный коэффициент.

Для прямозубых передач И„, -14; для косоэубых (<д >!) и шевронных передач    11,2; для коседубых («а <1) передач Л'ст =12,5

Ориентировочное значение модуля (т), мм, при заданном межосевом расстоянии с вычисляют по формуле

T,f{«+\)YFS[

№==Лта • где К па — вспомогательный коэффициент.

Для прямозубых передач Л\п«=1400; Для косозубых передач (ef <1) ЛСща^ПОО; для косозубых («>1) и шевронных передач Кта -850.

5.2.4.    Исходную расчетную нагрузку (Т lF), Н-м, при переменных наградах определяют о соответствии с указаниями приложения 3.

5.2.5.    Коэффициент Кр. , учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца, принимают в зависимости от параметра Vm по графику (черт. 136).

График для ориентировочного определения коэффициента К

Страница 61

С. 60 ГОСТ 21354—«7

5.2.6.    Допускаемое взгибное напряжение (Орр), МПа, определяют по формуле

oFP= 0.4 ankob-YM,

где орить — базовый предел выносливости зубьев, определяемый • зависимости от способа термической или химико-термической обработки по табл. 14—17.

Коэффициент долговечности YN определяют в соответствии с указавиямн табл. 13. п. 1.6.

Примечание. Для реверсивных зубчатых передач агр уменьшить ва

25 V

5.2.7.    Коэффициент, учитывающий форму зуба YF. определяют по графику (черт. 10).

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ. ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В РАСЧЕТЕ НА ПРОЧНОСТЬ

Таблица 20

Наюмноымж параметра

Обээма*

ченве

Mf-тод определенна

1. Межо:свос расстояние. мм

1.1.    Делительный угол профиля в торцовом сечения

1.2.    Угол зацепления

а»

»<

«/«*

(г,4-г,)/п cos*,

°»яв 2 cos Р ’ COS 4(w . ««20»

°'"arc Определяют нз формулы

‘I'M

2. Основной угол наклона

Р *

P*=arc sin(sin P-cos 20®)

3. Делительные диаметры

шестерни

^-■Sf

Страница 62

ГОСТ 21354-87 С. 61

Продолжение табл. 20

Наимеяоеаккс параметр*

Обо»и*-

«икс

Мггод определения

колеса

<*»

. ”'*1

4. Основ-»ыс диаметры

шестерим

dbl

а,

колеса

dM=d,co*5/

5. Диаметры вершин зубьев

шестерки

dai

dn<~dt+2m{l+ xt)

колеса

^аг

<*«=«**-»-2/л( 14-х»)

6, Коэффициент торцового перекрытия

‘а “‘м+'л

6.1. Составляющие коэффициента торцового перекрытия, определяемые начальными голоока ми зубьев

шестерни

•«»— '2х

колеса

'at

**(« ad,-!g J/w)

*«“ 2 г.

тле aei(»>- afC cos 5^ •

Лв»(2)

Примечание. Для передач без смещения при ($<20°

4«[u*-M(ir+ir)]«>

7. Коэффициент осевого перекрытия

7.1. Осевой шаг

Рх

С s« —

* Рх ш

^ГГ

8. Суммарный коэффициент перекрытия

‘v

«1 “*«+*?

Страница 63

С 62 ГОСТ 21354-87

Продолж*чие табл. 20

Нишеиозанам шршетр*

Обо>н*-

чеиве

Метод определения

9. Эквивалентные числа зубьев

шестерни

*""“cos»jr

колеса

1м

г в

со^р

10. Окружная скорость, м/с

V

-йй*

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Справочное

МЕТОДЫ УЧЕТА НАГРУЗОК, ИЗМЕНЯЮЩИХСЯ ВО ВРЕМЕНИ

При нагрузках, изменяющихся во времени, расчет может производиться по одному из нижеизложенных методов.

1. Метод »квнвалентных циклов

Использование метода эквивалентного числа циклов ориентировано на приведение переменной нагрузки к ступеням циклограммы. оказывающим наибольшее повреждающее- воздействие па передачу. Уровень выявленной расчетной нагрузки, действующей в течение эквивалентного числа циклов, можно использовать при ускоренных зжепериментальных исследованиях. в процессе которых достигается более полная идентификация повреждений активных поверхностей о сравнении с испытаниями по эквивалентов нагрузке при баювом числе циклов.

1.1. Расчет на контактную выносливость

В приложении 1 табл. 6 п. 4 за исходную расчетную пагрузку Тщ принимают наибольшую из подводимых к передаче, для которой число циклов перемены напряжений не менее 0.03 jV//,,mj . Расчетный момент для колеса устанавливают по формуле Т^н^ТщЧ.

Соответствующее этой нагрузке эквивалентное число циклов напряжений А'/Ш определяют по формуле

Коэффициент цн учитывает характер циклограммы нагружения.

Для упрощенных расчетов можно учитывать только ту часть циклограммы. а которой число циклов действия нагрузки не более 2 А'^цлЦ .

Страница 64

ГОСТ 21334-87 Q. 63

При этом для ступенчатой циклограммы (черт. 14)

.(Гм У N(tш ) Mjjumi

Циклограммы моментов и скоростей в зацеплениях для шестерим н колеса

'I

Т1

При плавном характере циклограммы

ii

X _

V.1 1

“■    Л,,

'гЫ'хЬгМ

г,1„ Ут>»V г

При уточненных расчетах для постоянной частоты вращения и невысоких значений ‘динамической добавки (допустимо ис учитывать v„<0.1) при NK<Nmm коэффициент определяют по формуле

n(Tt у Nft

^ш£М"тт '

(45)

где «я — полное число ступеней нагрузки в циклограмме.

При NK>Nmtm учитывают только нагрузки, создаюшие повреждающие напряжения а ннс,тхт сн\\т (рекомендуется принимать анс-г0.75), т. е. первые <* ступеней циклограммы.

Коэффициент \iH определяют по той же формуле (45), но при переменном верхнем индексе суммирования fc:

* [ Т{\> Nrг

та •

Страница 65

С. 64 ГОСТ 21354-87

Определяют последовательно суммы цт, .....^Ик Д° поР- пока

не будет выполнено одно из двух следующих условий:

ТК « __(    Тк    \»

y^<9HoV *нкв 9ГОМ муча* I -a— f— ) и дальнейшие ^    7*    з    I    G    Н

вычисления

прекращают или -‘. <аяс    в    атом    случае    Рн—Рни    й    дальнейшие

//

вычисления прекращакл.

В общем случае при переменной частоте вращения и необходимости учета динамических добавок при Nk<Nh\ни

.    Г(.-)

г ,tx т„(\+*н) J \т-)

i [Г,+-"Гн Ц IV г.иТ

"till Тн(1+чи) ]\Z^/N

б

Net

fy/llm


при «КЖИШ

На

Wllia

где П| н лй - частоты вращения, соответствующие нагрузкам Т{ и Гн,

ZV{, Zvti — коэффициенты, учитывающие окружную скорость, соответствен* «о при частотах вращения п j и пн.

Примечания (относятся ко всему п. 1.1):

1.    Для нагрузок 7,- >Г н выполняют отдельный расчет, в котором принимают ZH-2,6 для зубчатых коле: с однородной структурой материала и ZH= 1.8 для поверхностного упрочнения.

2.    Если ‘V/(<iVH1|m, , то \iH. где при определении цм учитывают все ступени нагрузки.

1.2. Расчет на выносливость при изгибе

В приложении 1 табл. 13 п. 1 за исходную расчетную нагрузку TiF (или Tlf) принимают наибольшую длительно действующую с числом циклов перемен напряжений более 5-10S а при плавном характере циклограммы нагружения — нагрузку, соответствующую 5-1 СИ циклам перемен напряжений.

Если значение исходной расчетной нагрузка для зубчатого колеса определяется условиями, заданными на другом, например конечном элементе механизма. в состав которого входит рассчитываемое зубчатое колесо, то выбранное по циклограмме нагружения число циклов перемен напряжений может быть менее 5-10\

Соответствующее этой нагрузке эквивалентное чкело циклов перемен ««пряжений определяют по формуле

MfE-Pp 'Npitm •

■где fiр — коэффициент, учитывающий характер циклограммы.

В общем случае при определении коэффициента (г F вычисляют значение Hf(t при переменном верхнем индексе суммирования

Страница 66

Рекомендуется принимать ос^—0,6.

Все обозначения п примечания аналогичны п. 1.1.


(T'f+V Tf )Я| IV    N'I

Тн(\+'Г)п„    J    Л>1.ш


Вычисления прекращают на одной ю ступеней циклограммы fe=l, 2. 3, ... грк выполнении одного нз условий:



г


2. Метод эквивалентных моментов

Эквивалентны* момент учитывает значение и длительность всех уровней «агрузкн, удобен при паспортизации редукторов, прост при вероятностных расчетах; этот метод ирннят в большинстве стран — членов СЭВ

2.1. Расчет на контактную выносливость

В приложении I табл. 6 и 4 ia исходную расчетную нагрузку Тщ (или Гзн) принимают эчвивалеитный момент Г.

При прп^тнженных расчетах

ь г

где ТП\к\ — наибольшая кягрутка циклограммы.

При уточненных расчетах л.тя случая МКИ..,„ следует учитывать второй наклон крг.аой усталости 10

2.2. Расчет на выносливость при нагибе В приложении 1 табл. 13 п. I за исходную расчетную нагрузку Т (идя Т1F ) принимают »киивалсапный момент

•до qF — определяется в соответствии с табл. 13 п. 11.

3. Метод эквивалентных напряжений

Этот метод рекомендуется применить при использовании ЭВМ.

Для каждой i-й ступени циклограммы определяют соответствующее расчетное напряжение- о *“.

3.1. Расчет на контактную выносливость

3 Зак. 3200

Страница 67

С. 66 гост 21354—S7

При определении «вивалектям о напряжения аНЕ учитывают расчстнис ча-пряжевия оHi , удовлетворяющее следующим двум условиям:

число циклоп действия за расчетный ресурс Л1,, >0.03 SHUtn и oHi + ана , где aHG**aHG    повреждающее    напряжение,    обычно    принимают    %«■

*0.75.

Эквивалентное напряжение опрсделают по формуле

пцк ^пи°н\ •

где О/д — расчетное напряженно. «ютпелгтвуюшес первой ступени кик.* • м-мы, принимаемой к расчет;

ti

К — 1 ■ у    Nfj    I    \    у    ^'ct    .

Не * "т аН1^'-У    1    "но    :<,ж -чннтЯ«Х °я1°яи.п

Если все расчетные напряжения а//с иыше продела усталости, то

к„г- |/

•ViJV^Oyy,,

:Ч1

*-    1    '^т^'    /    Г4    ,

если все оя,^Оя,. ю K„F-    —    )

где Л'/У2 — суммарное число циклов всех ступеней циклограммы, принятых в расчете иа контактную выносливость: оН1— расчетное напряжение, соответствующее /-8 ступени циклограммы; .\’С( — соответствующее этой ступени число никлое перемены напряжений. 32. Расчет и а выносливость ври изгибе При определении эквивалентного напряжения {aFz) учитывают расчетные напряжения aFi>OrG,

где Ofс-*»/■<; Of!,*,— повреждающее напряженке, обычно принимают aFCj — -0.6.

Эквивалентное напряжение определяют по формуле

<J^KFEoFi ,

где Од — расчетное напряжение, соответствующее первой из ступеней циклограммы. принимаемой в расчет чс

где Npi — суммарное число циклов всех ступеней циклограммы, принятых в расчете на иэгибкую выносливость; aFl — расчетное напряжение, соответствующее 1-6 ступени инхлограммы; Net — соответствующее этой ступени число циклов перемены напряжений; qF — показатель кривой усталости, устанавливаемый в соответствии с табл. 13 и 11.

Примечание Аналогично может Сыть яримеиеи метод исвивалеитиых циклов.

Страница 68

ГОСТ 21354-87 С. 67

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Справочлси

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА Кл

При отсутствии данных непосредственных измерений усилий я зацеплении, результатов динамических расчетов mil* отраслевых рекомендаций по определению расчетных нагрузок коэффициента Кл при расчетах зубьев на усталостную прочность можно воспольэдваться ориентировочными данными, приведенными в тэВл. 2! с учетом табл 22 и 23, а при действии максимальной нагрузка — по 1абл. 24.

Коэффициент внешней динамической нагрузки при расчетах на усталостную прочность КА

Таблица 21

fvжяу. ||*груЖим«Я 1ЮДОЖК* Ч1ШИИЫ

IV» ИХ нвгр\ ДЙМГА-

твля

paftiiourpuon

с чадо* ме-рамиоигрно-

г Tl.ll'

со средне п т:рамомер-

ИОСТЬ-Т!

со аиячигелкхо)*

Ж'р*ИНО«»рНОС»Л>

Равномерный

1.00

1.25

1.50

1.75

С малой неравномерностью

ио

1.35

1.60

1.8S

Со средней неравномерностью

1.23

1.50

1.75

2.00 и выше

Со значительной неравномерностью

1.50

1,75

2.00

2.2о и выше

Примечания:

1.    Табличные значении равны отношению эквивалентных нагрузок к номинальным к распространяются на передачи, работающие вне резонансной области.

2.    При наличии в приводе гидравлических и упругих муфт, демпфирующих

колебания, табличные значения коэффициентов Кл могут быть уменьшены из 20—30 *Ь при услов.ш, что КА >|,

Страница 69

С 68 ГОСТ 21354—87

Т а б л и U з 22

Характерные режимы нагружения двигателей

Режим натружеяиг

Вид

Равномерный

С малой иерааиокер ностью

Со средней ^равномерностью

Со значительном не-

рЭВИОМерНОСШО

Электродвигатель; паевые и газовые турбины при стабильных режимах эксплуатации и небольших пусковых моментах

Гидравлические двигатели, паровые н газовые турбины при больших часто возникающих пусковых моментах

Мвогоиилнидровый двигатель внутреннею сгорания

ОдноцплннлровыП двигатель внутреннего сгорании

Таблица 23


Характерные режимы нагружения ведомых машин

Вид |v>6wft чаянии

Рпжим нагружения

Равномерный

С малой неравномерное! ыо

Со средней неравномерностью

Со значительной пера в помер ностью

Электрический генератор; равномерно работающие ленточные, пластинчатые конвейеры; легкие подтем-инки, упаковочиыс машины, вентиляторы; перемешивающие устрийстза и мешалки для аацестн |>ш»-номерной Плотности; -урбокомирсесори; легкие щи-трнфуги. механизмы с врата кчннмнея деталями

Неравномерно paG<i-аютне ленточные и пластин-чатыс транспортеры (д,?я штучных грузов); шесте-реш-атые и ротационные ш.сосы; главные приводы станков; тяжелые подъемники; механизмы с «рлтл-тшимнея деталями ьрано»; промыш.lexirue и рудничные вентиляторы; тяжелые центрифуги; перемешивающие устройства и мешалки для ' вешеств с переменной плотностью; поршневые многоиилцидро-пые, струйные к дозировочные насосы; экструдеры; каландры; вращающиеся печи; станы холодной прокат*

Экструдеры для резины; мешалки с прерывающимся процессом для рстиы н пластмасс; легкие шаровые меаьккпы; деревообрабатывающие сганкя (пилы, токарные); одноцилиндровые поршневые насосы; нереверсивные стяиы горячей прокатки; подъемные машины

Экскаваторы. черпалки (приводы ковшей, пенных черпалок, грохотов); тяжелые шарпчыс мелмшиы; рсшиисмсоители: дробилки (для камня и р\ V»); конечные машины; тя>келыс дозировочные насосы; рационные буровые машины-, брикетные амгет реверсивные станы горячей нрокатхи


Страница 70

ГОСТ 21354-87 С. 69

Таблица 24

Коэффициент внешней динамической нагрутки ври расчетах на прочность от максимальной нагрузки КА$

Вид рабочих хапни и услом>* лх 9kciui<ятаснн

(IpiiHouiiiK

Турбина-генератор при ком замыкании

До 6

корог-

Приводы с асинхронными »лект* родвнгателнми при пуске

2.5- 5

I.H -4 !.■> -2,2

1.5 2.5

1.2- 2 1.5 -4 1.8-2.5

1.5-2.5

1.4-:.s

1.4-2.5

1.6 2.5

1.8-5

I 8-2.2

2.0—3,5

1.8-3.0

2.5-4.3

Главные приводы Meia.wope-жущих станков с «•■шкгродпигате-лямн: асинхронным постоянного тока

Лебедки. строгальные и долбежные станки, скребковые транспортеры. фрикционные прессы

Гру юподъемиые машины* механизмы подьема меча шзыы передвижения

Пилы для резки металла (при пуске и реверсировании), ножницы

Транспорты скребковые

Вентиля тиры. воздуходувки Трансмиссии

Электрический транспорт Bai оноотокидывятедн Мельинцы, глиномялки. смесители вязких масс Камнедробилки

Крнзошиано ползунные и эксцентриковые механизмы

Прок.Э1ныв станы (удары при

захвате)

Перегрузка может быть vMci.bUK'na при помощи предохранит е.и>иы.\ муфт

Перегрузка может бы1Ь уменьшена пуюн рапиоивль-иого конструировании колеОа-тслыюА системы привода

Большие значения up;i наиболее неблагсшрияших сочетаниях конструктивных и технологических параметров

Большее значение пои подъеме груза с подхватом

У ленточных п пластинчатых перегрузки меньше

Меньшие шпчеиня у .кгких трансмиссий


Примечай и я:

1.    Значения равны отиишених» максимальных нигрузок к номинальным Они установлены по известным данным ^мясримснктв. динамических расчетов и от* рэслевых норм для аналогичных машин.

2.    При плавном пуске приводов иод нагрузкой. и<ксисишасмо» двигателем ч пусковой аппаратурой, табличные значения следует уменьшить на 20—30 % (большее значение при наличии большей неравномерности движения).

Страница 71

С 70 ГОСТ 21354-87

3.    Если значения коэффициента KAS из тебя. ?4 меньше значений коэффициента А'д из табл. 21. то в расчетах зубьев на прочность при максимальной нагрузке следует принять большее значение из табл. 21.

4.    При наличии з приводе гидравлических, упругих, фрикционных муфт ил* предохранительных устройств значения коэффициентов следует уменьшить до отношения предельных мокеитов >т«х уотроЛсга к номинальному моменту.

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА К,

Коэффициент    .    учитывавший    динамическую    нагрузку, возни

кающую в зацеплении, в случае, когда число оборотов шестерни п: больше чем

0,85 Лр\. вычисляю! по табл. 25.

Таблица 25

!(• IIV*1 ш> *й и и*' парлш -р»

Обояш-ч. II )<(

М*ч1>д опрс-деогиня

0;i котировочное чначенке

2,4• 10чos ч.  ------

пГ.\=-^-1 с^оГ№ГнТ

J с* COS Р>(я* f !>

Для зубчатых к<\:сс с жесткими венцами

и лнекэмн принихягот

с7 -=c’(0,7S еа +0,25)

Оп[Н'.-иляюг но табл. 6, и. 7.5.2


1.1. Средня»! улпьцая с торцоаая жсчгьосгъ «у-бьсн пары А’бчатых ко лес. Н^(мм-мкм)


1.Ы. Удельная нор- с' мельчая жесткость пары зубьев


1.2. Прив*\'лч.11«;я vac-св. кг

1

Резонансная часто- nEt та врзиини* шестерни (главный реюианс), мин 1

Страница 72

ГОСТ 21354—S7 С. 71 Продолжение тобл 25


СХкххи-

ч»‘иис


/(аммеиопшие параметра


Me год о^вделскдя


где 0S п в* — полярные моменты Иьслини масс относительно оси прошении истерии it колеса. кг*чадв. Для приближении-: ?:.сче-1ов можно определил, по «^юрмуле


—>


<пг,4**3,25 • 10


При присоединении к шестерне добавочной массы с моментом инерции п у раз больше чем у шестерни

-•I    dS(f t-1)

'W=3,25*10 • —7


2. Oi ношение к м>ие главного р&шнанса


В щэисимости or отношения —— имеет

nE I

Micro 4 ЭОпы:

«I

<0,85 — дорезонансная *оваг К9 определяют по приложению I, ыбл. 6 п. 6;

— резонансная аона, Kv определяют по п. 3;

и5<^<1Л — промежуточная зона,

К? определяют по п. 5; л,

~—>1.5 — закритическая .юна, Kv    опре-

/Г1

деляют по п. 4



3. Коэффицлеет, учи* тмааюший дипамичес-хую нагрузку. 5 (XI л икающую в зацеплении в резонансной зоне


По формуле

КР1 Нр -f сл£/ ••Ср4я^|

где Сс*|, Сг1 н СгЛ определяют по табл. 26


Но формуле


3.1. Коэффициент, учи-тываюшиЛ погрешность шага зацеплении, приработку и нагружен* нисть передачи


в,


Sfneff

Р"ТП~


.

I


Страница 73

С. 72 ГОСТ 21354—$7

Продолжение табл 25

}|4I!MCt»0(U)ll»C пярдчстрл

Обо via-VI» ж?

Метод щ-редг.огикя

3 1.1 Эффективная погрешность шага зацепления. МКМ

11'beff

По формуле

/Pbtff^lръ •

гдпогрешность шага зацепления (если она не задана, то принимается до-пускаемое .значение }pt>r)- мкм;

уа — уменьшение погрешносп* ш-гэ за-цеплсиия п результате приработки, мкм (определяют по приложению 1. табл. 10)

3.2. Коэффициент. учи тмааюшин погрешность профиля. 1'риработиу и ватруженнссть передачи

в,

По формуле

*!мг/

3.2.1. Эффективная погрешность профиля, мкм

ffrtf

По формуле //,//-/' -l'a .

где If — погрешность профиля (если оч» ке задана, то принимают допускаемое значение f/r ). мкм

33. Коэффициент, учитывающий г.лазность входа головпк туба & зацепление

По формуле

»*-' - \т:\ ■

18

Примечание. Если материал» зубчатых ко.тсс различим, то

Cel+C«t

Св— ■ • 2 ■"

Страница 74

ГОСТ 21354-87 С. 73

Продолжение табл 25

1 i»»vf мпиапкг i.apdui-tp*

Обо»**-

1МИ

и>-тих «академия

4. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, починка юшую в зацеплении в закрнтичссхой зоне

Kv

II© формуле

^i,=C,.4flp+C^в/+Си, где С*». С„ и СР, определяют по табл. 26

5. Ко»ффмцнент, учитывающий данамичес кую нагрузку, возникающую в зацеплении в промежуточной зоне

Kv

Определяют линейной интерполяцией значений К„ в резонансной зоне при Л|*= -*1,15 Я£| по п. 3 и в закрнгнческой зоне при Л|*~ 1.5 rt£) по п. 4:

^'Ия1-11ИлС1) '^Ц«,-1.Йв|)

+ -- о is - (1.*-яы)

Т а 6 .1 и ц э 26

«<«т <2

%

<?р,

0.32

0.32

0.34

С*ш

0.90

0.47

Со,

0.47

Кву <1.5

1^<«7 <2.5

*У >2.5

С*

0.75

0.I2Ssfti f(i772<eT ••96>)] +

1.0

+0,373

Страница 75

С. 74 ГОСТ 21354-87

ПРИЛОЖЕНИЕ 6 Справочное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА Кн.

Ксиик’трацня на1рузкн обычно возникает на одном из торцов зубчатых колес (либо мо торце Т со стороны подвода вращающего момента, либо на протиг'лоложмом торне О). Для однозначности решения коэффициент концентрации нагрузки определяют для каждого из двух значений:

К*.-пиx(KTth, К%)

Расчет коэффициентов концентрации нагрузки KHi можно вести либо по

формулам rafV.1. 27. либо по номограммам (черт. 15—24).

Таблица 27

На ии. ->п»> но нмряи-’ipj

Обо * ил -<п'яас

(VfclOA ояредгжрня

1. Киэффнциект. учитывающий кошичггра-цню на.рузкн в передаче

*//.

Кц =mК*//,).

Примечание. Из двух змачеии* Л'£. и К'н. для Кц\ принимают большее значение

1.1. Коэффиикснт кок-центрами» нагрузки на тори г v зубчатых колес

+Кг -К,—К»^К{,-Кьг-г

-к^)г-°кх..

Примечание. Индекс Т отгоснтси к торцу шестерни со стороны приложении вращающего момента, индекс О — к противоположному торцу

1.1.1. Коэффициент, учитывающий кручение зубчат 1.x колее й вид зубы»

Кгт-°-(5 - 4г ) -Гм ■ (1 ■ -0.0->Э) • «О-'

или по черт. 17.

Примечание. Здеа. н далее верхний индекс а формулах принимают для торца Г. иижннй — для торца 0

1.1.1.1. Параметр, учитывающий схему приложения вращающих моментов х передаче

Приложение моментов: разностороннее — Ат —8; одностороннее — Лт —12

Страница 76

ГОСТ 21.154-87 С. 75 Продолжение табл. 27

ilium.нм параметра

Об.) i.t.1 •

Ч.МНН"

.4. »од oi .ни

1.1 1.2. Относительная ширина зубчатого воина

,ь _ ?J£.

To.-— •

Л.?я шевронных передач в числитель подставляют 0.5 1»^ (ш грина полу шеврона)

1.1.2. Коэффициент, учитывающий изгиб валов

*/

/С[*°-.0.0»75^(ф,»+4)

нлн по черт. 18

1.1.2.1. Относительная длииа зало

'^tt>

. Ли */*- J7*

1.1.2.1.1. Расчетная да из нала шестерня

twi

Рвсстояинс между опорами вала шестерни

1.1.3. Коэффициент, учитывзюший распо-то-жеыне шестерим на на *>

Ks

ю«|&* 4?*(|0.6-ts/})°-«

пли по черт. 19.

Примечание При Vs* >0.5 знакп (±). при К$-П следует изменить на иро-

гнП^п(л.*ожные (“)

1J.A1 Отностслыкк-рвеiitwuihi HHi' шсстерн и

t SI

S,

1.1.31.1. Расстояние шестерни до ояоры оал.

St

Расстояние от середины шестери до епк'лпны опоры вала со стороны подводе врыиаюшего момента

К<*ффПЩ»СИТ, у'.'нтыз.-.оший oca.QKV подшипгиков

Kf,

0.5)/(^а. hD1*1

.«л. ..о 4t р» 20

1.1 4.1. Параде, р this* ••>,:;!:игни*"В

в

1 • >ДМПШ1Г.К11:

.киль,/.сН11п В---0,

:м. «точке //=-16

Страница 77

С. 76 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. 27

Няимспопанкс параметра

Оболги*

WIIW

МР’ОД ОПРГДСЛ'ИНЯ

1.1.5. Коэффициент, учитывающий изгиб ва лов от сминнкя соседней передачи

*/«■

или но черт. 21.

Примечание. При одностороннем приложении вращающих моментов знаки (±) при КЪ следует изменить на противоположные (=F).

J. 1.5.1. Параметры, схемы компоновки соседней передачи

*

По черт 16

1.1 6. Коэффициент,

учитывающий осадку подшипников от влияния соседней передачи

Ktc

-в>мо -•

или по черт. 22.

Примечания:

1 При одностороннем приложении врв-щзющих моментов знаки (±) при К1;.° следует изменить на противоположные (=)=).

2. Параметр В по П. 1 1.4.1

1.1 6.1. Параметр схемы компоиовки соседней передачи

■*ь

По черт. 16

1.1.7. Коэффициент, учитывающий точность передачи

ч

К£°= 1,«ч&*-0вМи

или по черт. 23

1.1.7.1. Степень точности передачи по нормам контакта

Q

По ГОСТ 1643-81

1.1.7.2. Средняя удельная нагрузк»

®,ч

(!па1н

Страница 78

ГОСТ 21351-87 С. 77

Продолжение табл. 27

Каяжиоеанж параметра

Обогна

вшие

М>моа Опр«деления

I.I.7.2.I. Минимальная длина контактных линий

1 — —

‘fcntn- 2г

J.I.3. Коэффициент, учитывающий приработку зубьев

К»

20

Kw_l (0,01HllV+2)*(P+4)*-5' нлм по черт 24

1 1.3.1. Твердость зубьев

WHV

Твердость но Виккерсу активной поверхности зубьев мснсе твердого зубчато->ч> колеса

2. Коэффициент-, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зу&ьями

«Н.

Примечание. Неравномерность распределения нагрузки между зубьями учтена в коэффициенте Кц$

Страница 79

I

С. 78 ГОСТ 21354-87

Огноаиис конструктивные параметры зубчатой передан

Черт. 15


_!-vjf__;

Страница 80

ГОСТ 21354-87 С 79 Схемы и параметры компоновки соседней персаачи

• W р СИ ыа

С**иа

компоновки

riopavKipu компо-

ИОЬКН

Ст\ъ#иь «лук-тор»

Компотом*

редуктор»

4г 1

1

0.024

0.2

л.о

Быстроходна*

•а

г-1 . _

LJ

о

rfl

Г"

г—

L J

•0,017

«.0

" .5

Тихоходная

Разверну

тая

J

S—

*

-"1

:

г*т —1 гв

0,00

1.Л5

1.3

IJJKIMCAVTO'I-

lift*

4

«-

в-

h—

-

*

п -“u J —

0

0

10.б

Быстроходная

Соосная

Г

-

п "Ч t—£

LJ ,

0.02

8.0

9.0

Тихоходная

Черт. 16

i

Страница 81

С 80 ГОСТ 21354-87

Номограмма коэффициента к}'" учета кручеиия колес и угла наклона

эуба

Ч',

Ы1

1,5-

1,2-

1,0-.

о,Й

W-.

OJ-.

I

0/>-


W-

0.2-

0,1-.


ответ


1

0,05-


III


0J-


O.OZ-.

0,01-_

0,005-

0,002-


0‘>ч

о.з-


кт -~0,2

г-0,1 /    ^

--0,05

'£^ТЛ?Л7 Г -0,02

'--0,01

--0,005

Г -0,002 'г-0,001

--0,0005


,-Ц


I

I


i1!


1


-1C


fi


A-;,o-.(5±^r) «0-J tU (1—0.020) Черт. 17

о,?-


Страница 82

ГОСТ 21354-87 С. 81

Намограчма коаффицкеита Kj'° учета нкиба аалоа

.т.и ь г'гО

-0,5

-о,и Нз

—0,2 [ответ


1,0-0,9Ч


Ъь

С-6

=-5


V-

16-

V-

e>h\

V-.


-о,(


fc-J

I I

^2


-0,05 г 0,0k

г 0,03 t-0S2 4


Кр°=0.0375^ -(^+4) Черт. It

Страница 83

С «2 ГОСТ 21354-87

Ио.чотраима коэффициента к*'0 учета положения колес относительно оп<*

г г


^6

— <5


«.9—

Дй-

С


т


—. / -7


«Ш- г^/


*s

s4-i

сг

Q- /4г/ V:

-0,t4r0,t _


2 .

^ ; ответ

-0.01- :-щн'""


I.*-

0-^-0


-2


j


«

Р,5 i^,5


Примечание.

^•°=±s«gn(0,5-^s/) 0.l^3M3 ФЬ -(|0.5 — Vi-, 1)° 75 Черт. 19

Страница 84

ГОСТ 21354-87 С. 8»

Номограмма коэффициента к то учета подшипников

r?3

';1 и 3

0,5-frb

’S

-~6

О,1*

BJ

о,?-

Примечания:

1. при ф${<0.5 Кть <0

2. при ф5, >0.5 /Cj >0

3.    Л?--Kl

;;55/-о.6) (ф/» - и -*•"

Черт. 2#


HU

0.r-j- f/l vie,7

г

S'

0,05

?&С71-?СЪ 1-0.1

Щ-тФ

о,*?-

-0,5!

Р.З-*-С,Ч

0,0/-

-Cfi*

10>0,~ 1 0,005-

s

y

■ !

-0,82 %

■ 1 r‘0,01 J

• V

| 0,002-

V

s

-0,CCj I

I 0,001-

c:

•§

-4«?

-0.001

c-

J


Страница 85

С. 84 ГОСТ 21354-87

Номограмма коэффициента kjf'° учета изгиба валов от ялияпия соседней

■средачя

т    Ч',

ib

■fc

6-1

Т2 : -3

1г*


5 -


1-

____ответ


J


0.1-


Т5


fc


!

ч


1 -6^

Ль


N

1-

С


.'I


2-


0,1.


0,01-


2-


3—


-0,0/гя/


1-6

5


-0,001-


■0,01


0,001-


5—

■ -3


О - -0,001


1.5-

А2-

3,0

0.6-

«

0.6-

0,5-

4*-

0,3-


0-

<Ni

21 2

0,1-

6-

Примечания:

1.    Помер схемы см. черт. 16.

2.    Для схемы 4 3 .к*—к]е

4. При одностороннем положения моментов анаки следует яря л ге наменять ва про7яяоположжые.

Черт. 21

Страница 86

ГОСТ 21354-87 е. 85

Номограмма коэффициента kfc°учета осадки подшипников от компоновки

соседней передачи

*6,/

1.5-

1,2-

-

".

1,0-

C9S

_ л

— t-

0,8

г

W-.

:

of-.

“ 4 Г""

0,5 \

ч'

Г 5

Г *

■ -6

л

ь>

т!'

! ё-

I «5

1 !• f' 1г

I - !,

I •"* сэ ,

! '*■ fj 2.

I

0,1-

. 'ответ -0.1 .

I 0,01-

1.. £ t

Т0,01

(


\ 0,3-

-0,001 •

к

i 0.2-1

Примечания:

1.    к1—к;с.

2.    При одностороннем приложении моментов знаки Кье следует измеюп* на противоположные.

Черт. 22

Страница 87

учета точности передачи

Страница 88

’«V

ГОСТ 21354-87 С. 87 Номограмма коэффициента приработка зубьев

Mw

200-

\о,1

-U,5


V. M/t' -/


г в* ■ отчет


^-2

^•3

—5


'-0,5

:-о/>

•0,1


38S-\


ад-


-0,0

-L'


500-

-CfiS

600-Прнмсчания:

1.    При Яну >600 принять HI{V —600.

2.    При о>20 м/с принять о=»20 м/с.

/(„=1—20(0,01-WHV+2)-* (и+4)-0-25 Черт. 24

Страница 89

С. 88 ГОСТ 21354-87

ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Справочное

УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ДЛЯ КОСОЗУБЫХ И ШЕВРОННЫХ ПЕРЕДАЧ

Для косозубых и шевронных передач в качестве допускаемого контактного напряжения пНР принимают условное допускаемое контактное напряжение, вычислимое по формуле

~ (еЛ|й| +ео4^ц анр\\ ) -    (46)

Величины, входящие п формулу (-16). определяют по табл. 28.

Примечание. Для передач без смешения значения е„|8, и f„}6j можно определять по графикам (черт. 25—27).

Таблица 28

Клииоомш».- парачкмр»

(XoiM-

Ч1'*ИС

Mr ГОД ОП(КД1-ЛСИИЯ

1. Коэффициент. учитывающий геометрические параметры зацепления, от которых зависит нагрузочная способность передачи а зоне 1, где головки зубьев шестерни зацепляются с ножками зубьев колеса, и в зоне II, где головки зубьев колсса зацепляются с ножками зубьез шестерни

*1

По номограмме (черт. 28) или формулам:

, *i *1 й, «1+0.5К, —0,5—— — —— ;

и .iu

Jir.-0.6K11W.S^l-^! .

ГДС *» “ ?,<Я «/• '

2. Допускаемое контактное напряжение, МПа

для зоны I

°ИР1

Принимать меньшее из двух значений: ЦщОНР1

" аНП

где оИР1 н aHfn ■ допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса, определяемые по формуле, приведенной в в 312.

для зоны II

Принимать меньшее из двух значений: аНр\ и

?К2°НР2

Страница 90

ГОСТ 21354-87 С. 89

Продолжение табл. 28

Нмпкмокшк параметра

ОбОМ'Я-

чеви?

Метод определении

Примечание. При Оцр\ФОцрц значение пспомога тельного параметра. представляющего собой отношение большею из двух значе ни* пцР| и Ojiph к меньшему, не должно превышать допустимого значения fp . Для твердости //,<350 HV н //,<350 HV при i'<15 м/с, IV ^ 2,7—0,1 Р; при г^15 м/с, q?р =1,12.

Для тпердосгн Иs>350 HV и //,>350 HV

при i><9 м/с. ф/>=|' 1.9—0,1 V, при с>9 м/с, <рР ж=1.

В протипном случае большее на значений c,jP\ и oJlpii принимают равным меньшему, умноженному на лчачсиие фр

2.1. Коэффициент увеличения допускаемого контактного напряжения для поверхностей головок зубьев шестерни и колоса относительно значения о,/р для полюса

к*

и4-1.е |/ ■

' "11В

При //нв <200 НВ принимают И* =1.6

Страница 91

С 90 ГОСТ 21354-87

График для определения значений eai*i ■ е4*>ц дл* косозубых передач б«> смещения при р<15*

Черт. 25

Страница 92

ГОСТ 21354-87 С. 91

График для оаределения »начений    к »гг**ц Для

косоубых передач без смещения при lS^-cp*с2Т°

Черт. 26

График для определения значений eultj ■ е а»*ц **я nocoiyfiux передач без смешения при 27*<р<35®

Страница 93

График для определения коэффициентов в, ■ в;1

Пример. Дано:    Г|“30.    га=45,    xt—0,5,    0.    р—• 10е, в „I"* 0,96,


te1 =0.57.

По графику определяем прн^|^ —0,00157 в,*—22,1*.

Определяем^ =0,032 и 0.019.

Далее по графику определяем при м= 1^5 и^=0,032

в, «1,03 и при и= 1,5 и~»“0,019 6,,-О.ЭЗ .

Черт. 28

Страница 94

ГОСТ 21354-87 С. 93

ПРИЛОЖЕНИЕ 8 Рекомендуемое

РАСЧЕТ НА ПРЕДОТВРАЩЕНИИ ГЛУБИННОГО КОНТАКТНОГО

РАЗРУШЕНИЯ

Расчет (отдельно для шестерни и колеса) производят для азотированных, цементированных и иитронемеитнрованных зубчатых колес.

Примечание1. Все твердости приводят в единицах HV.

I. Расчет на глубинную контактную выносливость

1.1.    При сопоставлении расчетного контактного напряжения п предел» глубинной контактной выносливости г>нкр лмжпо выполняться условие

«?>

*МК

1.2.    Допускаемые предельные глубинные напряжения определяют в зависимости or вида поверх пости ого упрочнения и зоны возможного повреждения.

1.2.1. Для азотированных зубчатых колес

= 1Ф ^THKZLK    <48>

при условии, что распределение твердости Н (г) по толщине упрочненного слоя пс хуже чем по следующей зависимости

Н{г)=ЬМН0К)    <«*>

Величины, входящие в формулы (47) — (49), определяют по табл. 29.

Таблица 29

Наныснокаинс г.армст?»

Обо>и«-

чении

№тод определения

1. Расчетное контактное напряжение. МПа

<*н

По формуле (31)

2. Коэффициент запаса прочности по глубинным контактным напряжениям

SHK

При отсутствии необходимых фактических статистических данных можно принять минимальный коэффициент запаса прочности

3. Глубина расположения ’зоны наибольших глубинных касательных напряжений

Л„= 1.52|/ _^LPp

Страница 95

С. 9* ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. 29

.‘а«№'1 'омвк мрсмтра

Обозк*-

vitne

Метод определена»

t*r


LK


Л',


НК


Не к


5.    Ко-кЬфиииенг. учитывавший возможность возникновения трещин иг в содщевине. а а угрочнениом слое

6.    Коэффициент, учитывающий число циклов напряжений рассчиты-■Я1 могп зубчатого колеса в расчетах из глубинные разрушения


6.!. Базовое число цихлов глубинных напряжений 6.2. Эквивалентное число циклов напряжений рассчитываемого зубчатого колеса при проверке на гл\бинные напряжения


Э.1 Удельная охруж-пая сила при расчете ка контактную выносливость

3.2. Приведенный радиус кривизны профилей


4. Коэффициент приведения глуби иных касательных напряжений к предельным глубинным нормальных напряжении м


При NHK <Nek принимают г^=1

Ы„К=(0,01ШК-1)1<У

По приложению 3 п. 1.

При расчете по методу эквивалентных моментов к напряжений вместо N£К еле-

дуст подставлять Nк


По графику, приведенному на черт. 29а. в зависимости от вспомогательного параметра


По графику, приведенному на че^г. 296.


вспомогательного параметра ф

is


По табл. 6 п. 9


НК

■^Г


Vio1


Ф=


Чш.


1.2.2. Для цементированных и нитроцемемтироваиных зубчатых колес при ловим, что распределение твердости H(z) по толп

толщине упрочненного слоя не

условии хуже чем по зависимости

Иг

*(*)■    (50)

Страница 96

ГОСТ 21354-87 С. 95

Допускаемые предельные глубинные напряжения определяют а трех зонах возможного развития повреждения.

1,22 1. При hn>h, опасная зона может располагаться только в сердцевине

0МКР~3,ЬНК .    (51)

График для определения параметра А

Черт. 29а

График для определения коэффициента ji, т

Страница 97

С. 96 ГОСТ 21354-87

1.2.2,2. При    опасная зона может располагаться либо в упрочненном

СЛЖ

аНКГ‘ва*'г11 *    (52)

.«ибо на границе слоя

W^-Wx[°.e(-^)V2.8 ] .    (53)

1.3. Значения, входящие в формулы (51) — (53), находят ю табл. 30.

Таблиая 30

Mimnc ном и но параметра

06OIM-

ч»ни»г

М?тод определения

1. Расчетное контактное напряжение

ан

По формуле (31)

2. Коэффициент запаса прочности но глубинной контактной выносливости

SHK

При отсутствии необходимых фактических статистических данных можно принять минимальный коэффициент запаса прочности в соответствии с табл. 31

3. Глубина расположения юны наибольших глубинных касательных напряжений

>'н

По табл. 29, п. 3

4. Эффективная тол. типа упрочненного слоя

burr

*/,•//—/«//4 0,2

5. Эффективная твердость упрочненного слоя

H'ft

1?«-ХГГ« ■

Примечание Можно использовать фактическое значение твердости иа глубине h„ff

Таблица 31

Сталь

Наличие авгоиатк-«тою pci'v л кропания хлмто-терма^с-кого процесса

s ИKrata

1. Углеродистая

Есть

1.5

2. Малолегнроваивая

Есть

1.4

Нет

Страница 98

ГОСТ 21354—87 С. 97

Таблица 3!

Сталь

Ч

Палице «ато'ччи-ve-cXoro pf гулкроол ИИ* химкио-гермижс-кого прочссса

SHKmm

3. Безникелевая сталь и содержащая

Есть

Ног

.1,3

1.4

менее 1 ЯЬ никеля (например марок 18ХГТ. 20Х. 25ХГТ. 20ХГР, 20ХГНР по ГОСТ 4543-71)

4. Содержащая более 1 % никеля и хрома (например марок 15ХША, 20ХНЗА, 12Х2Н+А, 18ХГН2МФБ. 20Х2Н4А по ГОСТ 4543-71)

Есть

1.2

2. Расчет на глубинную контактную прочность при действии максимальной «агрузкя

При сопоставлении расчетного максимального напряжения <3ltlTAX и допуск* емого глубинного напряжения Оцц$! Должно выполняться условие

1    (54)

лнк si 1

Допускаемые глубинные напряжения определяют в трех зонах возможного повреждения.

2.1.    При hHSt>lit опасная зона может располагаться только в сердцевине

aHKSl =,7.2Я/(.    (65)

2.2.    При Ahs(</4 опасная зона может располагаться либо в упрочненном

слое

aHK.4t=7 2,,t)IS< ,    t56)

либо на границе слоя; в этом случае Ohksi определяют либо по номограмме черт. 30 или из уравнения

(fHKSf-Do!HKSt~B=aQ'

Н «Л ‘

где 0=1.6 10*--.    D~0,i'2HK .

Значения, входящие в формулы (54) — (56). определяют по табл. 32.

4 Зак. 3200

Страница 99

С. 98 ГОСТ 21354-87

Таблица 32

Нанеси о оон не параметр*

ССо»к».

*»ч

Метад определения

I. Наибольшее за заданный срок службы контактное напряжение, МПа

По формуле я 3.2. J

аНгмх

2. Ко»ффицисит запаса прочности по максимальным глубинным контактным напряжениям

3HKSt

При отсутствии необходимых факгичв-’ ежих статистических данных можно принять минимальный коэффициент запаса прочности


3HKS!m in

-I.I

3. Глубина расположения зоны наибольших глубинных касательных напряжений при максимальной нагрузке

По табл. 29 п. 3 с заменой wHt и* юНш

~ГГ~


Н.


tffst


н


4. Эффективная твердость упрочненного слоя при расчетах на максимальную нагрузку


Hr

•list

1н0 \

( A, 1+l


Страница 100

Пример. Дано: //Л=400 ну, Л,«»2 мм, ?«.~15 мм .


Номограмма для определен» предельных глубинных контактных напряжений oKs, при действии максимальной нагруми


НК Л»

Определяем /(=1,6-10*-*— ; 0=0,42//* ;

Р»

/(«11,210*; 0=168; oKSl =2960 МПа Черт. 30

ПРИЛОЖЕНИЕ 9 Справочное

УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ПРЯМОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ НА ПРОЧНОСТЬ

ПРИ ИЗГИБЕ

Расчет производится для двух случаев зацепления отдельно для зубьев шестерни н колеса.

Первый случай соответствует двухпарному зацеплению (К, =0.5), когда часть полной нагрузки 0,5 F(pKrt приложена к вершине зуб» а.

Второй случай соответствует одкопарному зацеплению, когда полная нагрузка г,р(У, -1. Кр, —I) приложена к верхней граничной точке и.

Определяют произведения 0,5 YFSa F^Kf,^ и Ypsu^tF • соответствующие этим двум моментам зацепления. При

0.5*Vs<« FtrKra>YrSu ^IP

4

Страница 101

С. 100 ГОСТ 21354-87

расчетные напряжения ор\ и    рассчитывают    для    первого    случая    зацепления

(табл. 33), при обратном соотношении — для второго случая зацепления (табл.

Таблица 33

Значения параметров при приложении нагрузки к вершине зуба

Напвсмооаимс параметр!

Обожа-че мне

Мчод определения

К.


2 С


1+


V*or


1. Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьям н


0,78&ecos a,wce г-т-—

~р К ~К К    ^рЫ ^ 1 оЫ

приближения можно

В первом принимать

1.1.    Удельная нормальная жесткость пары зубьев при контакте вершины зуба шестерни, Н/(мм-мкм),

то же, для пары зубьев, отстоящей от первой на расстоянии шага зацепления, Н/(мм-мкм)

еа

1.1.1.    Удельная нормальная жесткость зуба шестерни при контакте его вершины. Н/(мм*мкм),

Са

Си

то же, для сопряженного зуба колеса;

удельная нормальная жесткость зуба шестерни при контакте в его нижней граничной точке, Ндмм-мкм), то же, для сопряженного зуба колеса

_1_

Со

Для 3v6bCB с исходным контуром по ГОСТ 13755-81 определяют из формулы

-i-=l0-'i-(9,671-71521x+

+ 1,626.т*-0.0*1*5--3,8785-г 1-4.662x1 - 0. *57.r« + 1.557 5s--0,734x5»- 0.224-*-—3,*40*я +2.б74.гЛп-0.515г*Ат--2,1в06Ая-0,7374Ат +

+0,ЗЭ8&»Ля+21042Л^-0,29вхЛ*,Ч-

+0.5295^-0.573/4)


Страница 102

ГОСТ 21354—Я7 С. 101

Продолжение табл. 33

Каммгномние nepawtp*

Обозна

чит

Мс год определенна

для зубмв с модификацией ножек при с* = 0,4, Р,0г= 0,06т и А’ —1 определяют из формулы

1.1.1.1. Расстояние в долях модуля, измеренное по радиусу зубчатого колеса от вершины зуба до контактной линии

~-10"j.( 12.280 -6,077*+

+0,8Й6л*-0,033*» -4,489$+ +3,800**-0,214**fc+1.1 ДО— —0,599л|4 -0,079J*— 10,207hm +

+1,536хА„ 0.242K*hm~ 1.250--0.6l6*yie-0.138&*лт+4.389л£ _ 0,008*0^-0. 155^ — 0,807А^,); п этих формулах

4-lg*.

При расчете са в формулы подставляют величины

■г—г,, х—х,. hm=/inalmm0; при расчете ср~

2 — x*=xt, ЛЛр5; при расчете ср

• X = Xt, ЛдЧ"-/!„.,] ;

при расчете си

* “ * 1,

Л«-и=0»

( > 1 у*.

mIя cosa„, cos apt /2т •

h Л —_ —

V covjfll С0МГ, '2m •

*"* l сомл» cosa„, J2m*

1.1.1.1.1. Углы профиля: гля вершины зуба шестерни

,чля вершины зуба колеса

’л*

e<u-ar«cos |^i) "arccos ,(Й)

Страница 103

С 102 ГОСТ 21354-87

Продолжгние табл. 33

Нышсномяие iMpaviop*

Обо1иа-

•кнве

м *>од ифчвмам

для нижней аминной точки профиля зуба колеса

«р»

<*„~»rctg

—tg aw) ]

для нижней граничной точки однопарного зацепления зуба шестерни для верхней граничной юч-кн одиопарного зацепления зуба колеса

’и

«п-arclf*

*„,-arctK ( «« 9/M+ )

2. Ко*ффициент формы зуба при приложения нагрузки к вершине зуба шестерни

*vs«l

По приложению 1 табл. 13, п. 6 или формулам: для зубьев с исходным контуром по ГОСТ 13755—в!

Г^-7.103 -5.68 )х-Ю. 697** — -0,100*’ —3,73754 4.461*1-—0,278х*6+1,22l|*—0.862х£х- -•

- 0.115Е;* -1,1631кж-ММ97«*«| .

-0,012*»Л„ 0,579€H„-0.lftU^-f +0,170*4*4-0.192*^ -0.078<j£-~

■ 0.l275fc*,-i-0.J2lfti, ; для зубъе* с модификацией ножек при с* —0.4, Рго =0,0&ш я ^=1 Кгаай,(ЮЗ-4,814х+0.2вде --0.051 *»-5,909*+3.646*'*-

• -О.ОВОД+З.ОД1 0.687*$»--

—0,282^’ -1,657ЛЖ+0.412*ЛЖ-•0.005*5ЛЯ —0.182£ДМ - 0.137*£Лт f Ю.079|*Ая+0.22У.3т '0.041*Л^,— -0.125^4-0.16^ при *—*|, x~~xi. Л«^Лта,=-0.

В »ти* формулах

Примечание. При расчете зуба колоса »езле слово «шестери*» заменить иа «колесо», а «колесо» на «шестерня* и соответственно индекс I на 2 и 2 на I.

Страница 104

ГОСТ J1354—87 С 103

Таблица 34

Наименование параметра

СХота-

чгиие

Метод определения

1. Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями

2. Коэффициент формы зубь-св при приложении нагрузки ь верхней граничной точке однопарного зацепления шестерни

YFSu\

По табл. 33, и. 3 при z—Zi, лг—JC|, Лтmul или номограмме на черт. 31

2.1 Расстояние в долях модуля. измеренное по радиусу шестерни от вершины зуба до контактной линии

hma I

л J-i— —!_Wis

lco*aal cos aelJ'Zm

2.1.1. Угол профиля для верхней граничной точки однопаркого зацепления зуба шестерни

»-«

en,= arclg [ l*«.—^-<tg ««, -

* 2n 1 -te >») + |

Примечание. При расчете зуба колеса везде слово «шестерня» зам* нить на «колесо» и заменить индекс I на 2 и 2 на I.

Значения параметров при расчете одиолариого зацепления

Страница 105


11 И

2 •

* 5

if. £« I }«*• §

1    2 2

^ aa

2    C1

HI


9


s

CO

w

b

о


и


Страница 106

ГОСТ 21354-87 •£. IQS

■.г.:-: ■ Г.1И    .Mr-    '    ПРИЛОЖЕНИЕ    10

Справочное

ТИПОВЫЕ И ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ РЕЖИМЫ НАГРУЖЕНИЯ

1    Типовой режим нагрузки может быть определен путем сравнения реальной циклограммы с типовыми (черт. 32) или эквивалентными режимами натру* жсиия (черт. 33), для чего строят упорядоченный убывающий график реальной нагрузки в относительных координатах

■J—H-k 7\п»* -Vj> *

где 7\п„ и Л» — максимальное значение вращающего момента и суммарное число циклом нагружения зуба рассчитываемого зубчатого колеса, Г — значение вращающего момента при числе циклов .

2. В качестве типовых режимов нагружении, полученных на оспове статистической обработки реальных режимов нагружении множества машин, приняты: 2.1. Тяжелый режим — интегральная функция ^-распределения

ф('«)=«(Ь)[    (57)

с параметрами «>-6,8, Ь~2, v4p=0,77.

2    2 Средний — равновероятный, интегральная функция равновероятного распределения

Ф(ч)- {

d>(    (58)

с параметром 'cp^O.S.

2.3.    Средний — нормальный, интегральная функция нормального распределения

, \i <v,-vcp>*

с параметрами \р!-0,5, *—0,19.

2.4.    Легкий — интегральная функция р-распределения (57) с параметрами а-»2,2, t> = 3,0. р—0,42.

2.5.    Особо легкий — интегральная функция ^-распределения (57) с параметрами о —1,8, Ь—4.0, vcp =0.31.

В формулах (57) — (59)

Т‘    „ _ Т<>

v‘ гт1    Vcf Гтл* *

где 7\р— среднее значение нагрузки, представляющее ссбоА высоту прямоугольника. плошадь которого равна площади под циклограммой нагружения.

3 Эквивалентные числа циклов определяют по следующим формулам:

3:f. В расчете на контактную выносливость

nhe=x^hnx •    :    t60)

Страница 107

С. 106 ГОСТ 21354 -87

I -тяжелый режим и*гоухсиия. 7—С^АНН* |1И»

ВООСрйЯГММЙ 1КЖИМ И*11'УК*'«ИМ; J—средний МОр" иммыЛ IKMIIM 1вгруже«ия; 4—легкой релин яа-гружеяил; 5 особосегм'А режни- магружеиии

Черт. 32

Типовые режимы иагружеии*


3.2. В расчете па выносливость при изгибе

Nff-pfNx .    (61)

Значения коэффициентов nw и в формулах (60) — (61), характеризующих интенсивность типовых режимов нагружения, принимают по табл. 35. где <1р >^6 или 9 в заинсимос-ти от способа упрочнении зубм-в (табл. 13, п. 11).

Таблица 35

Hcwfp тип* s* ж«М1 по черт. 33

Ргжгкы нагружения

‘‘и

Значения

"Р"

V-8 1

V

1

Тяжелый

0.500

0.300

0.200

2

Средний равновероятный

0.250

о.мя

0.100

3

Средний нормальный

0,180

0.065

0,063

4

Легкий

0.125

0.1X38

0,016

5

Особо легкий

0.063

0.013

0,004

Страница 108

ГОСТ 21354-87 С. 107

4. Эквивалентные момс-н:и определяют последующим формулам:

4 1. В расчете на контактную выносливость

т нЕ—РнТт»ж:

4s2. В расчете па выносливость при изгибе

Т    Тmix •

Значении коэффициентов цн и принимают по табл. 36, где <?f=6 или 9 в зависимости от способа упрочнения зубьев (табл. 13. п. И).

Таблица 36

Номер типа рг-жмма по черт. 32

Тилом»! [Х'ЛИИИ

Значения при

V ■* 1 V -■*

1

Тяжелый

0,82

0,84

2

Средний раяиопероят-

0.63

0.72

0.77

3

ним

Средний нормальный

0.56

0.63

0.69

4

Легкий

0.50

0.58

0.63

5

Особо легкий

0.4(1

0.48

0.54

Страница 109

С. 108 ГОСТ 21354-87

4 рлсаре fere sue

I Aearuve 1 О • fj tb-Ч

Типовые н эквивалентные графики


R'fixpt ффленаг с г 7.5 Ъ = 2


теме a*f. 5 b ы5

Черт. 33

Примечание. На графиках 6, 12. 24, 30 и 36 а и & — параметры flpac-пределения; на графике 18 х — математическое ожидание; о — дисперсия нормального распределения.

Страница 110

ГОСТ 21354 -87 С. 109

ПРИЛОЖЕНИЕ II Справочное

ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ

1.    Исходные параметры приведены и табл. 37.

2.    Определение геометрических и кинематических параметре®, используемых d расчетах на прочность, приведено в табл. 38.

3.    Пример расчета на контактную выносливость приведен в табл. 39.

4 Пример расчета на выносливость при изгибе приведен в табл. 40.

Таблица 37

Исходные параметры

1<|ик«коыиис парэкс тра

Обозвали не

Зка«*нно

1. Число зубьев

шестерни

_ м

32

колеса

г.

64

2. Нормальный модуль, ми

т

5

3. Шнрина венца

шестерни

Ь,

60

колеся

Ъг

60

•1 Коэффициент смешения

шестерни

Х\

0

колоса

Г>

0

б. Угол наклона

0

|6а|5'

6 Наличие модификации головки зуба

Не»

7. Степень точности передачи по ГОСТ 1643-81

7

8. Шероховатость поверхности по ГОСТ 2789-73, мкм

Ra

2.0

9 Циклограмма нагружения

Постоянная нагрузка Г,-1970 Н м

10. Частота пращеняя ведущего syfl. чагого колеся. мии-‘

Л|

1500

Страница 111

С ПО ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. 37

ItiHNi-imuiiM параметра

OioaKi-H-BK»

Змчеяие

П. Требуемый ресурс, ч.

1-к

1000

12. Отклонение положения контактных линий вследствие упругой дефор маним и заэора н подшипниках, мкм

1кЕ

0

13 Марка стали

шестерни

25ХГМ

колеса

40Х

14. Способ упрочняющей обработки

шестерни

Нитроисмектаиия хромомарганцевой сга.«и с молибденом с закалкой С ннгроцеМснтпциоиного нагрева

колеса

Закалка прн нагреве ТВЧ. закаленный слой повторяет очертания впадины

15. Толщина упрочненного СЛОЯ, мм

шестерни

Лг.

0.8... 1.1

колеса

Л/-.

16. Твердость поверхности зуба (средним)

шестерни

W01

58 HRC»

холеса

"ог

50 HRC,

17. Твердость сердцевины зуба (средняя)

шестерик

"К1

300 HV

колеса

300 HV

18. Предел текучее™ материала. МПа

шестерни

°П

1000

колеса

°71

900

Страница 112

ГОСТ 21354—т с. щ Таблица 38

Определение геометрических и кинематических параморов.

иелмыуеиых

■ расчете на л

рочиость

Накшмонаинс параметра

Обо»м-

ЧРине

Комар гаванцы и пункта

Мтя определения

1. Делительный угол профиля в торцовом сечении

*/

Табл. 20. п. 1.1

, 1*20-V-arcig

0 364

=«rctg =20,76*

2. Угол зацепления

Табл. 20. п. 1.2

2(rt4-x,)t«20 ,nV“'^ *1+2. + + inv л(, так как х, +*,-*0, то *,»- ■«/-*20,76'*'

3 Межоссвое расстояние. мм

и®

Табл. 20, п. 1

(г,+*,)т со$«, а* 2cosp С(мв|« L (32+64).5 0,935 _ = 2 0.95 0.935

4. Делительные диаметры, мм

d

Табл. 20, п. 3

тгх 5-32 1 “ созр ~ О.Э6 _

— 166,667,

“*= W "»•»

5. Диаметры вершин зубьев, мм

Табл. 20, п. 5

<*ei-=^i+2«(l+*l) -»

«166.667+2-5= 176,667,

datr=df f 2«{1-»-**)=

«333,334+2-5^343,334

6. Основные диаметры. мм

<*>

Табл. 20. л. 4

dbl=dtcos 9,-166.667 0.935--155,834, со^ */=333,334-0,9.35“ —311,666

7. Углы профиля зуба в точках на окружностях вершин

Табл. 20.

п. 6.1

«„,♦3 rccos^|=.

155.834

searccos- l76-29,11%

Страница 113

.С 112 ГОСТ 21354—87

.. ...........    Продолжение    табл.    $8

Наименование n*p»wei(u

•* 1 Овоии-■U'MM

ЦП И пункт*

Ммол определена*

1

,

«„»- ЯГСС04

311.666 = агссо* -здзз^' =24.80

8. Составляющие коэффициента торцового перекрытия

е«1

Тайл. 20. п. 6.1

•iHS’oi- tce/n.)

_ 32.0,5,4-0.3*,

г, («К э<0>)

,rtS 2*

64 <0.462 0.379)

" -^-L**°.846

9. Коэффициент торцового перекрытия

£.

Табл 20. п. G

={<л + {й*—0,790+0.84в*» =1,6*

10. Осевой шаг

Рх

Табл 20,

П. 7.1

rm *-5 рл~ sin? “ 0.260 “м6*13

11. Коэффициент осевого перекрытия

г;<

Табл. 20. п. 7

Ь„ 60

‘г> " рх — 5^.1з =1,07

12. Суммарный коэффициент перекрытии

Табл. 20. п 8

*т +гз -1.64-г 1.07-2.71

13. Основной угол наклона

h

Табл 20.

п. 9

arcъ1п(5 in £ cos 20‘) = < - atcsin(0.'280 0.94)«l5,25e

14. Эквнвалогтиые числа зубьев

Табл 20. п. 10

г, 32 „в *rl* cos»S “ 0.SS5 “36- •

!. 64

***- cos^— 0,8*б“72,4

15. Окружная скорость. м/с

О

Табл. 20. п 10 '

т4.п. it-166,7-1500

^ыюоо я 60365 -13-1

Страница 114

ГОСТ 21354-87 Kf. ИЗ

Таблица 39

Расчет на контактную выносливость ’

Натееповакм параметр»

Обоам-

чеми*

Нои*р табаним И Л}МКТ8

Метод определения

1. Коэффициент. учитывающий механические свойства сопряженных зубчатых колес

Табл. 6.

п. 1

Для стальных зубчатых колес

Z £*>190

2 Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев в полюсе зацепления

2И

Табл. 6,

п. 2

ZH- 1

п COS

_ 1 |/ 2-0.965 2 41 йЖ У '6.579 ’

3. Коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий

2,

Табл. 6, п. 3

z--/WS-

=*0.78|

4. Окружная сила, Н

Табл. 6. П 4

2000 1970 __ ГбЬ,7 -25w6

5 Коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку

Табл. 6, п. 5

Поскольку в циклограмме учтены внешние нагрузки, при-няго КА — 1

6. Проверка па резонансную зону

Табл. 6. п. 6

и, 13.1-32 1000" 1000 =°.42<1-

Это свидетельствует, что резонансная зона далеко и расчет можно проводить по основной формуле

7. Коэффициент, учитывающий влияние проявления погрешностей зацепления г.а динамическую нагрузку

ън

Табл. 8

При твердости //|>350 HV и //->350 HV для косых зубьев

Ъ и =0,004

Страница 115

С. 114 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл 39

Н*пие»ояА4яе (Upftvtfpa

Обозна

чу*)*

Номер таблицы и пункта

Метод определения

8. Коэффициент, учи* тывающий влияние разности шагов зацепления лубъсп шестерни и колеса

Si1

Табл. 9

Для 7-Й С'ТСНСЯИ ТОЧНОСТИ по нормам плавности при модуле (71 = 5

ff« = 53

9. Удельная окружная динамическая сила. Н/мм

wHo

Тайл. 6, П. 61

Га~ “но^цИо0 У — ”

=0.004-53-13.1- |/2р^31.0

10. Динамическая добавка

•н

Табл б, п. 6

_

31.0 60 166.7 " ^000-1970 1 -0

It. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении

KHv

т«йл. 6,

п. 6

*Ме>^ 1+^-1 » 0.08-1.08

12. Допуск на погрешность направления зуба, мкм

h

Табл. 5. п. 7.1

По ГОСТ Г643 81 для 7-й степени точности по нормам контакта при ширине зубчатого венца &i = 60,

F'% =16

13. Отклонение положения Х0Н72КГНЫ* линий вследствие погрешностей изготовления, мкм

tkZ

Табл. 6. R. 7.1.1.1

Uz~ 0.5- fj| =0.5-16»»

14. Фактическое- отклонение положения контактных линий н начальный период работы передачи. мкм

I o >*y

Табл. 6, п. 7.1.1

f'y-lkB-bz

Страница 116

ГОСТ 21354-87 С. 115

Прсч)олжгние табл. 39

Кашгвованяг пярдеплр*

Обсчиа-

«ПК

Нсмср т»6ли-аи и пункт»

Мс ю* определения

15 Удельная нормальная жесткость пары зубьев, Н/(мм-мкм)

с'

Табл. 6, п. 7.1.2

При Х| — 0 и х2=0

р--0.05139 + ^4^+ с г„1

0.1860 ЛЛ,,^Л1 0,1425 + ivl -°.°5139+ 36.2

0.1860 4 -73-3-.=0.0578,

с'—=17,3

J6. Коэффициент. учитывающий неравномерность распределения на грузки по длине контактных линий и начальный период работы передачи

Табл. 6, п. 7.1

а 0.4 fiyb^c'c"*,

*+ F 71К к ГН1£1ГЛМр

0.4 8 60-17,3 0.936 ~1+ 25635-0.781» 11.Ф =1,18

17. Коэффициент. учитывающий приработжу зубьев

*/*.

Табл. б, п. 7.2

1

1

(0,OIW//p-i-2)*.(«»+4)0>

20

(0,01 5I0f2)1(l3.l+4)°-“ =0.804

1в. Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения на* грузки по длине контактных линий

К1Г?

Табл. 6, п. 7

Кн?~~ 1 * (K№_ ,) K/ftr=

-1) 0,804=1.14

19. Средняя удельная торцовая жесткость зубьев пары зубчатых колес. Нмум-ккм)

‘т

Табл. 6. п. 8.1

с, -f' (0.75ca +0.25) = **17.3- (0.75-1 .W+0.25)- 25.6

Страница 117

С 116 ГОСТ 21854-87

Продолжение табл. 39

Нашекомюм параметра

Обоала-

чеяие

Кодер таблн ни х г. уихтл

Метод отделения

20. Предельные отклонения шага зацепления, ыкм

/**»

Табл. 6, п. 8.1

По ГОСТ 1643-81 для 7-й степени точности по нормам плавности при модуле т=5 и соответствующих делительных диаметрах d.«» 166.' и d: *.333,3,

fpb i=l9 И Г =*19

21. Предел контактной выносливости, МПа

•ffllma

Табл. 12

а/Л1т2 =>7«нвС)+200-= 17-50+200= 1050

22 Уменьшение погрешности шага зацепления з результате при работкн. мхм

Уч

Табл 10

у.,-0.076-19=1,4,

160 , 160 ■'«" ,9-=2,9.

У.1+Р.9 _ М+2.9 _ Уа 2 2 “2,1

23. Коэффициент, учитывающий расорс-делс-ние нагрузки между дубьямк

«Нг

Табл. 6. п. 8

При е3 >2. Klfa-0.9+Q.4j/*Lll^vj

с-< М«г U-у* >

х >да«л; ■ ■ -

-0.9 >0.4 |/2’(2,^-1) ч » ^ 171

25,6-60 (03|/19J+19s- 2.1) 25635-1-1.14-1,06

-1,02

24 Коэффициент нагрузки

к„

Формула

<33)

XI, 14 1.02=1.265

Страница 118

ГОСТ 21354-87 С. 117

Продолжение табл. 39

Наимсиоычне паригетра

ДОээиз-

тевие

Нодер табли цы и пужкт!

Метол определении

25. Контактное напряжение при КИ *-1. МПа

zHO

Формчла

(32)

°ho=zeZhZ(

х “+l =190 2.41 0,781V и

XI/ «б» .*+1-700 ' 60-166.7 2

26. Расчетное контактно* напряжение. МПа

°Н

Формула

(31)

вя“в«о /7^-700. КШ=

-784

27. Пределы контактной ьтюслнвости. МПа

4//:<ет

Табл. 12

Для цементованной шестерни OTHiimi = 23-//HRCj — -23-59=1360;

для колеса, закаленного с нагревом ТВЧ

3/iiimj ■~,7-WHRC1 +200*

-17 -53+20)= 1050

2S Коэффициенты запаса прочности

SH

Табл. 11. п. 2

Для шестерни н колеса с поверхностным упрочнением зубьев принимаем SWI = 1.2 и S,n *-1.2

29 Базовые числа циклов напряжений, со-огветстпующие пределу выносливости

lVHllm

Табл. 11. п. 3.1

=30^-30-590^= = 13410*.

7ак как пах™ = 120 10*.

™ -Vf/.rn,. — «2°'«O'. %.«»-*> 470^ =

=77.6-10*.

Страница 119

С. 118 ГОСТ 21.154-87

Продолжение табл. 39

I'aiuctnosaiim парамора

Обски*.

чгние

Номер таблх-цы п пункта

Н»тод определена*

30. Суммарное число циклон напряжений

,VKI-.G0n,L„^60-1500 1000~ —9010*.

NK'“NK\ jJ-=eO IO»/. <g--45 10*

31. Коэффициент долговечности

Табл. 11. п. 3

<

, | / lVHI Iml

l*-V »« ” У

6

7 | f lVHllm2

Zw V -

_ ^/55-1.10

32 Коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверх ностей зубьев

**

Табл. II, п 4

При шероховатости поверхности с Ra—2 мкм

Zl( «0,95

33. Коэффициент, учитывающий окружную скорость

г*

Табл. 11. п. 5

При //>350 HV

Zt\ ~-Z в,=),925 • и0,06— =?.Ч/5 13 . I0,<xt—I.OG

34. Коэффициент. учитывающий влияние гмажи

Ч

Табл 11, к. 6

Л - 1

Страница 120

ГОСТ 21354-87 С. 115

Продолжение табл. 39

Нашмиоыиио ixp-tverp*

Ово»и».

чей и»

Нош-р т*6ля-кы н пункте

Метод определен**

35. Коэффициент, учитывающий размер зубчатого колоса

Табл. II, п. 7

Поскольку d|<700 и <f,< <700. го

2ji~Z.г,—■!

36. Допускаемые контактны? напряжении зубчатых колес

°НР1

аНР2

Формула

<36)

аНР\~

, 9«||Ш1 %N\ 7 ■, у 7

—    -&Х1~

ЛН\

1360 1.05

-    —YJ—-0.95 1,05-11=

=1190,

вНР!~

_ eHllm* ZNi .. 7 „ _

-Г-' v^L Т-Х2

ью

1050-1,10 = —j-j2—0,95.1,05 11=

-930

37. Допускаемое контактное напряжение передачи

ЯНР

II. 3.1.2

0.5-(1190+960» = 1075;

1 J25<i f/pj=l .25-960 = 1200.

В качестве оНр принимают меньшое из этих двух зиачо

и ий, т. е.

107о

38, Сопоетаплеиие расчетного и допускаемого напряжений

— 784 < &нр 1075, следовательно. обеспечена усталостная выносливость по контакту

Страница 121

С. 120 ГОСТ £1354-87

‘Га блица 40

Расчет на нзгмбную выносливость

К(wcwmiim нареистрв

Обоэвл-

чепм

Номгр таблицы и nj иктд

М-год определи чня

1. Окружная сила, Н

fpt

Табл 13, п. 1

20Й0 1970 FI1* 166,7 25635

2. Коэффициент, учитывающий внешнюю динамическую нагрузку

Табл. 13. п. 2

Поскольку.в циклограмме учтены внешние нагрузки, принимают

К„-1

3. Коэффициент, учитывающий влияние проявления погрешностей зацепления на динамическую нагрузку

V

Табл. 13. п. 3.1.1

Для косоэубой передачи 8^ s=0,06

4. Коэффициент. учитывающий влияние разности шагов зацепления зубьев шестерни и колеса

So

Табл. 9

Для 7-й степени точности по нормам плавности при модуле Я1»5

Л-53

5. Удельная окружная динамичная сила, Н/мм

"Fv

Табл. 12. п. 3.1

“Vo-Vfo"!/

-.0,006-53-l3,l|/~-46,6

6. Динамическая добавка

V

Табл. 13. п. 3

wPDbudi F 2000 -TlpKA

46.6-60-166.7 “ 21.100-1970-1 “O'12

7. Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, воэн икающую в зацеплении

KFo

Табл J3. п. 3

=1 + 0,12=1.12

Страница 122

ГОСТ 21354-87 С. 121

Продолжение гаОл. 40

HanweuoBlime параметра

Овознл- • •кип»

Комер мелким ч пухкга

Метод определения'4*

8. Коэффицвевт, учитывающий неравномерность расположения нагрузки по длине контакт-них лиикй

Табл. 13, п. 4

»

1

*

k**2m<m2 5-»Ю,

Nrm (tfh)*+bfh-\ i -

(8-Г

“ / 60 Т—60 =-0,837.

(8-J+-S+1

^r.i=(/cw)Vp = J14°'837=1>12

9. Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями

Табл. 13. п. 5

10. Коэффициент, учитывающий форму зуба и концентрацию напряжений

YPS

Табл. 13. П. 6 |

Для зубчатых колес, нарезанных фрезой без протуберанца

>'м-з.«+т7-®-»С+

+0.092*3. ^Vsi“3f47+зб^5“3,83 , К^52"3,47+ jj^-*3,65

11. Коэффициент, учитывающий наклон зуба

- Г. |

У*.

Табл. 13. п. 7

‘Ш «I-» .WX

уЦ%Г “О-8-55

12. Коэффициент, учитывающий перекрытие зубмч»

Табл. 13

у> - ■^-ТЖ-0-61

Страница 123

С. 122 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл 40

Ндешсяовямиг миречя три

Обозна

чение

Исмгр пблн-JU К ПуяКТА

Мгтод ьлрсдсдемии

13. Коэффициент перегрузки

KF

Формула

(38)

*г =кл KFv*F?KF.-i’ I.I2X XI, 12.1.02-1.28

14. Расчетные напряжения. МПа

V

Формула

<37)

4^-к'у^у,у.~

25635

- -gg-jj- 1.78 3.83 0.855 X

Х0.6|^218.

При Ь, = Ьг - ... УFS2 .л,о 3,65 -

15. Пределы выносливости зубьев, соответст-вуюшие базовому числу циклом напряжений, МПа

®Л1тЬ

Табл. 15 Табл. 17

Для ннтроиементованной шестерни из стали марки 25ХГН

Дли колеса из стали марки 40Х, закаленной при нагреве ТВЧ с закаленным слоем, повторяющим очертания впадниы

4l.n.M-*0

16. Коэффициент, учитывающий влияние шли-фовання переходной поверхности зуба

У*

Табл. 13. п. 10.4

Для зубчатых колес с нешлифованными зубьями

ygl=yg>=l

17. Коэффициент, учитывающий влияние деформационного упрочнения

у*

Табл. 13. п 10.5

При отсутствии деформационного упрочнения

ydl~Ydt~ 1

18. Коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки

Ул

Табл 13.

л. 10.6

При одностороннем приложении нагрузки

Ул~\

Страница 124

ГОСТ 21334-87 С 123

Продолжение табл, 40

Нэиш-нэвани* napawerp*

Обозна

чение

Нотр тибпи-им н пункта

19. Коэффициент, учитывающий технологию

ИЗГ070&Л«1НЯ

Ут

Табл. 13. п. 10.2

Поскольку в технологии изготовлении шестерни и колеса иет отступлений от примечаний к соответствующим табл. 15 и 17

/,.,^1 н КГ2= 1

20. Предел выносливости зубьев при изгибе

Табл. 13. п. 10

VltaM r 3Fllm*l^

XK#iW^n= 1000 l-lx

Xll-1000,

VllmW -s5*ltint2X

580*1-1 14

\ 1-530

21. Коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатого колеса и ответственность зубчатой передачи

Таб.». 15 Табл. 17

Дли иитроцементойаниой шестерни из стали марки 25ХГН

5^,=» 1.65 .

Для колеса из стали марки 40Х, закаленной при нагреве ТВЧ с закаленным слоем, повторяющим очертания впадины

Sn<= 1,7

22. Коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса

г,

Табл. 13, п 10.3

Для поковки

уп=\ и Уtt- 1

23. Коэффициент долговечности

Табл. 13. п. 9

Так как NKi>NriUn~i 10е и SKi>NFit„,

то Ут-*УЫг* 1

Страница 125

С. 124 ГОСТ 21354-87

Продолжение табл. 40

Наименование п*р»мегрв

Обо.»

•KUKC

Ноигр табля им ж пункта

Мет^д ОПрчД<“Л*ин*

24. Коэффициент, учитывающий градиент напряжений и чувствительность материала к концентрации напряжений (опорный коэффициент)

Yh

Табл. 13. П. 12 .

Kj = 1.08-0,15 lgm-1.08--0,15 1« 5-1.00

25. Коэффициент, учитывающий шероховатость переходной поверхности 11

1 К'

Г*

Табл. 13. п. 13

Для нитроце-ме>1товзниой шестерни

КЯ1-0,Г5.

Для колеса при закалке ТВЧ, когда закаленный стой повторяет очертание впадины

Уда-1.05

26. Коэффициент, учитывающий размеры зубчатого холма

и

Табл. 13. п. 14

Кл-| — 1,05 -0,000125^1=

= 1.06-0,090125 166,7-1,03, У ^=1,05-0,00012W,-= 1,05 0,000125 333.4-1,01

27 Допускаемые напряжения. МГГа

°ГР

1

i

Формула

(39)

, ' af ИП>6| у •« •• у

FI4 “о—*гм'; * w am =•

ър\

1000

~ 1 1 0,95 1.03=631,

VllmJ>2 v V Y V °FP2~—r--' Ml i ’ R3‘X2~

С ЦП

= — 1.1-1,05 1,01-362

28. Сопоставление расчетного и допускаемого напряжений

aF,=2l8 < ofpi*=63l, V,- 2<» <erpj-362*

Следовательно, выносливость зубьев при изгибе гарантируется с вероятностью иеразруше-ния более 99 %

Страница 126

ГОСТ 21354- 87 С. 125

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1.    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством энергетического машиностроения СССР

ИСПОЛНИТЕЛИ

Д. Э. Голд ер, канд. техн. наук (руководитель темы); И. Я. Архипов, канд. гехн. наук; А. Е. Мительман; В. Н. Кудрявцев, д-р техн. наук; А. А. Филипенков. канд. техн. наук; Д. Н. Ре-шетов. д-р техн. наук; Р. М. Пратусевич, канд. техн. наук; К. И. Заблонскнй. д-р техн. наук; С. И. Филипович, канд. техн. наук; В. В. Брагин, д-р техн. наук; Н. М. Шоломов, канд. техн. наук; Э. В. Бабенкова, канд. техн. наук; Е. И. Тескер. канд. техн. наук

2.    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 27.10.87

4020

3.    Срок первой проверки 1995 г., периодичность проверки 10 лет.

4.    Стандарт полностью соответствует СТ СЗВ 5744—86.

5.    ВЗАМЕН ГОСТ 21354— 75.

6.    ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на которыЛ itiue ишка

Поиср п>ояТа. приложения

ГОСТ J435—64

Приложение 1

ГОСТ 1643-81

Приложение 1

ГОСТ 4543— 71

Приложение 1

ГОСТ 5039-66

Приложение 1

ГОСТ 13755-81

Вводная часть, приложение 1

ГОСТ 16530 -83

Приложение 1

ГОСТ 16531-82

Приложение 1

ГОСТ 16532-70

Приложение 1

Страница 127

СОДЕРЖАНИЕ

Основные расчетные зависимости.........1

1. Расчет зубьев на контактную прочность......I

2.    Расчет зубьев на прочность при изгибе .    ....    4

Приложение J. Рекомендуемое. Методы расчета зубчатых передач на прочность активных поверхностей зубьев и на прочность зубьев при изгибе ...................7

1.    Обшне положения...............    7

2.    Исходные данные ...........13

3 Проверочный расчет на контактную прочность.....14

31. Проверочный расчет на контактную выносливость    .    . 14

3.2. Расчет на контактную прочность при действии максимальной нагрузки............28

4.    Расчет зубьев на прочность при изгибе......29

4.1.    Расчет зубьев на выносливость при изгибе    .    .    .    .29

4.2.    Расчет на прочность при изгибе максимальной нагрузкой -    . 52

5.    Проектировочный расчет.........57

5.1.    Расчет на контактную выносливость......57

5.2.    Расчет на выносливость зубьев при изгибе .    .    .    .    58

Приложение 2. Справочное. Расчет геометрических и кинематических параметров. используемых в расчете на прочность ......60

Приложение 3- Справочное. Методы учета нагрузок, изменяющихся во времени ...........    .62

1.    Метод эквивалентных циклов........62

1.1. Расчет на контактную выносливость......62

1.2 Расчет иа выносливость при изгибе    .....64

2.    Метод эквивалентных моментов........65

3.    Метод эквивалентных напряжений.......65

Приложение 4. Справочное. Определение коэффициента А ^    .    .    .67

Приложение 5. Рекомендуемое. Определение коэффициента Кр    .    .70

Приложение 6. Справочное. Определение коэффициента К .    .    .74

Приложение 7. Справочное. Уточненный расчет допускаемых напряжений для косозубых и шевронных передач ........ 88

Приложение 8. Рекомендуемое. Расчет иа предотвращение глубинного контактного разрушения...........9)

Страница 128

I. Расчет на глубинную контактную выносливости .    .    .    .    93

2 Расчет на глубинную контактную прочность при действии максимальной нагрузки...........97

Приложение 9. Справочное Уточненный расчет прямозубых передач на прочность при изгибе .1..................99

Приложение 10. Справочное. Типовые н эквивалентные режимы нагружения ...............105

Приложение II. Справочное. Примеры расчетов .    ....    109

Страница 129

Редактор В. П. Огурцов Технический редактор Л. Я. Митрофанова Корректор .4. С. Чгрноусова

Сдаао а иаб. JS.12.ft7 ПаШ. в пп. lft.OS.M Я.О уел. ге л. МЭ уел. кр отт. МО уч.-ю! л.

Тираж 20>XJ Цена 4*> г.оя.

Ордена «3:<эх Почета» Падательсгэо стандартов. 123840. Москва, ГСП.

ИомшэесиеисккИ п«?.. 3.

Калужская типография стандартов, уд. Москоьсаз*. 23С. Зэк 32М

Заменяет ГОСТ 21354-75