Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1 

97 страниц

669.00 ₽

Купить ГОСТ 25.501-78 — бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

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

Устанавливает методы контрольных и исследовательских испытаний машиностроительных материалов на контактную усталость и обработки их результатов.

Стандарт не устанавливает методы испытаний на контактную усталость деталей машин и испытаний в условиях пониженной и повышенной температуры окружающей среды, вакуума и лучевого воздействия.

 Скачать PDF

Оглавление

1. Общие положения

2. Испытательное оборудование

3. Условия испытаний

4. Методы отбора образцов

5. Проведение испытаний и обработка результатов

6. Статистическая оценка результатов испытаний

Приложение 1 (обязательное). Термины, определения и обозначения

Приложение 2 (рекомендуемое). Формулы для вычисления полуосей площадки контакта и максимального нормального напряжения

Приложение 3 (справочное). Таблицы

Приложение 4 (рекомендуемое). Пример расчета напряжений с учетом формоизменений, вызванных пластическими деформациями

Приложение 5 (рекомендуемое). Методика определения механических характеристик сталей и сплавов при сжатии

Приложение 6 (рекомендуемое). Пример расчета напряженного состояния в зоне контакта и аналитического описания левой ветви кривой контактной усталости для схемы качения с внешней касательной нагрузкой

Приложение 7 (рекомендуемое). Описание испытательной машины типа МКВ-КМ

Приложение 8 (рекомендуемое). Электронный автоматический выключатель к машинам для испытания на контактную усталость

Приложение 9 (рекомендуемое). Примеры рабочих чертежей образцов для испытаний на контактную усталость

Приложение 10 (рекомендуемое). Протокол испытаний образца на контактную усталость (приложение к сводному протоколу)

Приложение 11 (рекомендуемое). Сводный протокол

Приложение 12 (рекомендуемое). Аналитическое описание левой ветви кривой контактной усталости методом регрессионного анализа

Приложение 13 (рекомендуемое). Проведение испытаний методом ступенчатого изменения напряжений

Приложение 14 (рекомендуемое). Пример оценки параметров функции распределения контактно-усталостного ресурса на заданном уровне напряжения

Приложение 15 (рекомендуемое). Статистический анализ результатов сравнительных испытаний

 
Дата введения01.01.1980
Добавлен в базу01.01.2019
Завершение срока действия01.07.1988
Актуализация01.02.2020

Организации:

20.12.1978УтвержденГосударственный комитет СССР по стандартам3385
РазработанМинистерство путей сообщения
РазработанГосударственный комитет СССР по стандартам
РазработанМинистерство автомобильной промышленности
РазработанМинистерство станкостроительной и инструментальной промышленности
ИзданИздательство стандартов1979 г.

Design calculations and strength testings in machinebuildings. Procedures of contact failure testings

Стр. 1
стр. 1
Стр. 2
стр. 2
Стр. 3
стр. 3
Стр. 4
стр. 4
Стр. 5
стр. 5
Стр. 6
стр. 6
Стр. 7
стр. 7
Стр. 8
стр. 8
Стр. 9
стр. 9
Стр. 10
стр. 10
Стр. 11
стр. 11
Стр. 12
стр. 12
Стр. 13
стр. 13
Стр. 14
стр. 14
Стр. 15
стр. 15
Стр. 16
стр. 16
Стр. 17
стр. 17
Стр. 18
стр. 18
Стр. 19
стр. 19
Стр. 20
стр. 20
Стр. 21
стр. 21
Стр. 22
стр. 22
Стр. 23
стр. 23
Стр. 24
стр. 24
Стр. 25
стр. 25
Стр. 26
стр. 26
Стр. 27
стр. 27
Стр. 28
стр. 28
Стр. 29
стр. 29
Стр. 30
стр. 30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

РАСЧЕТЫ И ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ В МАШИНОСТРОЕНИИ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА КОНТАКТНУЮ УСТАЛОСТЬ

ГОСТ 25.501-78

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

РАСЧЕТЫ И ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ В МАШИНОСТРОЕНИИ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ НА КОНТАКТНУЮ УСТАЛОСТЬ

ГОСТ 25.501-78

1979

Издание официальное

МОСКВА

Стр. 8 ГОСТ 25.501-78

^-гшах — 0,7979 (^) *    (9)

Контакт поверхностей двойной кривизны

1.6.6.    Для контакта по полоске при сжатии цилиндра диаметром d с выпуклой «плюс» и охватывающей «минус» цилиндрической поверхностью диаметром D величины b и а2тах вычисляют по формулам

6-°.7979 [тетгГ:    <10>

<W=0,7979 [£iijj£!L]4.    (11)

1.6.7.    При контактировании поверхностей переменной кривизны, .когда площадка контакта имеет сложную форму, отличную от эллиптической, но симметричную относительно оси х7 максимальное нормальное напряжение (azmax) вычисляют по формуле

0,637Р6ппах    ..

^-ггпах— а    »    (1^)

J bldx

—а

где Р — см. л. 1.6.1 и приложение 1; а, Ьх, &шах— см. п. 1.6.1 и черт. 7.

а

Значение интеграла J b*dx определяют методами численного

—а

интегрирования по экспериментально полученному отпечатку площадки контакта.

Примечание. Пример расчета напряжений (тгтах с учетом формоизменений, вызванных пластическими деформациями, приведен в рекомендуемом приложении 4.

ГОСТ 25.501-78 Стр. 9

Площадка контакта сложной формы

1.6.8. Для материалов с неизвестными упругими характеристиками Е, р значение коэффициента (tj) вычисляют по формуле

ч=1.33    (13)

где Р — см. п. 1.6.1 и приложение 1;

а — размер полуоси площадки контакта, полученный для данного сочетания материалов при сжатии шара радиусом R с плоскостью.

При одинаковом материале обоих тел (jLt 1=    2=0,3) значение

модуля нормальной упругости (Е) вычисляют по формуле

Е= 1,36^.    (14)

1.7. Расчет эквивалентных напряжений

1.7.1.    Для схемы нагружения качения с внешней касательной нагрузкой расчет производят по эквивалентным напряжениям сгэкв.

Определение эквивалентного напряжения производят для наиболее напряженной точки, лежащей на конце малой полуоси площадки контакта (см. черт. 5).

1.7.2.    При совместном действии нормальной нагрузки и касательной нагрузки относительные напряжения на поверхности площадки контакта (а* и crv) вычисляют по формулам:

ах=ЪР+о(Р;    (15)

оу=: ор+оР,    (16)

где ар; а(ур) — относительные напряжения от действия нормаль-_    ной нагрузки Р\

о[Т); о{р — относительные напряжения от действия касательной нагрузки Г.

1.7.3. Относительные напряжения для точки, совпадающей с

концом малой полуоси, вычисляют по формулам

для круговой площадки контакта

-Р (1-2р)

Ох - з - »

(17)

и у — Ох »

(18)

ЯР- 1*.

(19)

о™= ^(4+,);

(20)

для эллиптической площадки контакта

(21)

II

1

ц

(22)

5У'-2*Л/, /,).

(23)

—2/ср Vy+^Jx- Ра/У);

(24)

для контакта по полоске

ЪР=оР= 0,

(25)

ЪР=2К\

(26)

о(Р=2К.

(27)

В формулах (17—27):

ц — см. п. 1.6.4;

е; Р=-^--см. рекомендуемое приложение 2;

т

К =-р— ом. обязательное приложение 1; fx—~^HF(e)—Е(е)] — интегральная функция:

/у =-^-[     F(e)    ]— интегральная функция;

— db

F(e) f2    .    ''    =— эллиптический интеграл первого рода,

о у 1—e*sin*^

определяемый по табл. 4, приложения 3;

те

~ _

E(e)—J    1—easin2>}»d(|>    — эллиптический интеграл второго рода,

определяемый по табл. 4, приложения 3.

ГОСТ 25.501-78 Стр. 11

1.7.4.    При заданной величине azmax значения нормальных напряжений (ах и иу) вычисляют по формулам:

ах — ах ' ^гтахэ    (28)

ау = <Уу    (29)

1.7.5.    Для двухосного состояния определяют главные напряжения:

(Ji=0yj <та=0; (Тд—<зх*

1.7.6.    Расчет эквивалентного напряжения, разработанный институтом проблем прочности АН УССР производят по формуле

Оэкв^Х^+О —(30)

где х— коэффициент, характеризующий степень участия сдвиговой деформации в микроразрушении материала, равный

<*ВС

(Тар— временное сопротивление материала при растяжении, определяемое по ГОСТ 1497-73;

<Твс— временное сопротивление материала при сжатии, определяемое по рекомендуемому приложению 5;

(<7i~0j)a+(cra—crs)8-h(а3—аг)*—интенсивность напряжения;

Стэ--параметр напряженного сос

тояния;

А — параметр структуры материала, вычисляемый по формуле

ф—/~з~у. 1—■X

1ДС Ч'— — >

*-пч

где Тпч— предел прочности материала при кручении, определяемый по ГОСТ 3565-58.

1.7.7. Пример расчета напряженного состояния в зоне контакта и аналитического описания левой ветви кривой контактной усталости для схемы качения с внешней касательной нагрузкой приведен в рекомендуемом приложении 6.

Стр. 12 ГОСТ 25.501-78

2. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

2.1.    Оборудование для испытаний на контактную усталость должно удовлетворять следующим основным требованиям:

моделировать схемы нагружения (п. 1.1, черт. 1—4);

обеспечивать постоянство подачи смазочного материала;

автоматически выключаться при резком увеличении или уменьшении нагрузки или при прекращении подачи смазочного материала;

автоматически выключаться и фиксировать, согласно принятому критерию разрушения, момент выкрашивания на рабочей поверхности образца.

2.2.    Абсолютная погрешность фиксации момента разрушения не должна превышать ±0,5% значения измеряемой величины.

2.3.    Суммарная погрешность нагружения образца нормальной нагрузкой Р не должна превышать:

±3% значения измеряемой величины — для схем нагружения, предусмотренных п. 1.1, черт. 1—3;

±5% значения измеряемой величины — для схемы пульсирующий контакт (п. 1.1, черт. 4).

2.4.    Суммарная погрешность нагружения образца касательной нагрузкой Т не должна превышать ±5% значения измеряемой величины.

2.5.    Погрешность заданного коэффициента проскальзывания Яс3 не должна превышать ±5% значения измеряемой величины.

2.6.    Погрешность задания частоты нагружения образца не должна превышать ±5% значения измеряемой величины.

2.7.    Допускается калибровка испытательного оборудования в статике с расчетной оценкой динамической погрешности (до введения государственного стандарта на методы поверки метрологических характеристик при динамических режимах).

2.8.    Для проведения контрольных испытаний образцов на контактную усталость применяют следующее испытательное оборудование:

для схем нагружения, предусмотренных п. 1.1, черт. 1 и 3, — машина типа МКВ-КМ;

для пульсирующего контакта (п. 1.1, черт. 4) — гидропульса-ционные и резонансные усталостные машины;

для качения с проскальзыванием (п. 1.1, черт. 2)—машина для испытаний на трение и износ модели СМЦ-2 в пределах характеристики, указанной в сопроводительной документации на машину.

Примечание. Требования настоящего раздела на машину модели СМЦ-2 не распространяются.

2.9.    При исследовательских испытаниях образцов на контактную усталость допускается применять другие испытательные машины, удовлетворяющие целям и условиям испытания.

ГОСТ 25.501-78 Стр. 13

2.10.    Испытательное оборудование изготовляют по стандартам и техническим условиям на него, утвержденным в установленном порядке.

2.11.    Описание испытательной машины типа МКВ-КМ приведено в рекомендуемом приложении 7.

3. УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ

3.1.    Нагружение образцов при испытаниях производят:

при постоянных заданных амплитудах напряжений цикла

аа=:ааХ — для схем нагружения, предусмотренных п. Г Л, черт. 1, 2;

аа=(<7Экв)тах— для качения с внешней касательной нагрузкой (л. 1.1, черт. 3);

для схемы пульсирующий контакт (п. 11, черт. 4) —при соблюдении подобия циклов, то есть при одновременном пропорциональном изменении среднего напряжения цикла (ozmax)m и амплитуды (aZmax)a или при лостоянпом для всех образцов среднем напряжении цикла (<rzmax)m;

т

при постоянном заданном коэффициенте /(= —--для схемы

качения с внешней касательной нагрузкой (п. 1.1, черт. 3);

при постоянной заданной относительной величине проскальзывания — для схемы качения с проскальзыванием (п. 1.1, черт. 2).

3.2.    В пределах намеченной серии испытаний схема нагружения, способ подвода, количество смазочного материала и критерий разрушения должны быть одинаковыми.

3.3.    Испытание каждого образца проводится на новой дорожке обкатывающего цилиндрического контртела.

3.4.    В пределах намеченной серии испытаний смазывание образцов должно осуществляться маслом одной марки с периодической проверкой соответствия масла требованиям стандартов или технических условий на него.

3.5.    Частота циклов нагружения в пределах намеченной серии испытаний должна быть постоянна и регламентируется от 30 до 1000 Гц.

Если при заданной частоте температура в зоне контакта вызывает изменение структуры и физико-механических свойств металла, то частоту необходимо уменьшить.

3.6.    Для построения кривой контактной усталости и определения предела контактной выносливости число образцов в партии должно быть не менее 12.

В интервале напряжений 0,95—1,05 от значения предела контактной выносливости испытывают не менее трех образцов, причем

Стр. 14 ГОСТ 25.501-78

не менее половины из них не должно разрушаться до базового числа циклов.

3.7. Число образцов при оценке параметров функции распределения контактно-усталостного ресурса на заданном уровне напряжения определяют по ГОСТ 17510-72, исходя из вида закона распределения. При логарифмически нормальном законе распределения минимальное число образцов определяют следующим образом:

задают ожидаемое значение среднеквадратического отклонения логарифма числа циклов SmN (разд. 6) и определяют коэффициент вариации Ущ// из соотношения VfnA,*=exp (SfnAr)—1;

по значению Vmw находят соответствующее значение R по табл. 1 справочного приложения 3;

задают величину относительной погрешности б среднего значения lg N с доверительной вероятностью |3;

по значениям б и /3 находят значение Q по табл. 2 приложения 3; по найденным значениям R и Q вычисляют минимальное число образцов (л) по формуле

n=RQ.    (31)

Если по результатам испытаний получен коэффициент вариации меньший или равный заданному, то испытания прекращают. Если же коэффициент больше заданного, то точность не достаточна и необходимо провести дополнительные испытания.

На черт. 8, 9 приведены графики выбора числа образцов для наиболее распространенных значений 5igw, 6 и /3.

График выбора числа образцов

1-5=40%: 2-5=35%; 2-5=30%; 2-3=25%; 5-3=20%; 5-3-15%; 7—5—10%,

Черт. 8

ГОСТ 25.501-78 Стр. 15

График выбора числа образцов

J— 5=40%; 5—5=35%; 5—5=30%; 4—6 = 25%; 5-5=20%; 5—5=15%; 7—5=10%. Черт. 9


3.8.    Число образцов для построения кривой контактной усталости в статистическом аспекте определяют, исходя из п. 3.7 и числа уровней напряжений (см. п. 5.11).

3.9.    Число образцов при оценке параметров функции распределения предела контактной выносливости определяют по ГОСТ 17510—72, исходя из нормального закона распределения.

Число образцов должно быть не менее 30.

3.10.    В случаях, 'предусмотренных пп. 3.6 и 3.9, база иапытаний при определении предела контактной выносливости должна быть не ниже:

107    циклов — для металлов и сплавов с твердостью НВ<200, имеющих горизонтальный участок на кривой контактной усталости;

5,0-107 циклов'—для металлов и сплавов с твердостью HRC<40, имеющих горизонтальный участок на кривой контактной усталости;

108    циклов — для металлов и сплавов с HRC>40, имеющих горизонтальный участок на кривой контактной усталости;

2-10®—5-10® циклов — для металлов и сплавов, не имеющих горизонтального участка на кривой контактной усталости.

3.11.    При оценке параметров функции распределения контактно-усталостного ресурса на заданном уровне напряжения допускается проводить испытания образцов на ограниченной базе.

Значения базы испытаний N& вычисляют по формуле

(32)

ЛГб=(1,5-2,0)ДГож,

Стр. 16 ГОСТ 25.501-78

где ЛГож — среднее ожидаемое значение числа циклов нагружений для заданного уровня напряжений.

3.12.    В -качестве расчетного напряжения в зоне контакта (принято максимальное нормальное напряжение аах для схем нагружения, предусмотренных п. 1.1, черт. 1, 2 и 4.

При испытании образцов по схеме качения с внешней касательной нагрузкой (пп. 1.1, черт. 3) в качестве расчетного принято эквивалентное напряжение <тЭкв.

Вычисление а2Шах и аэк9 производят по формулам, приведенным в разд. 1.

3.13.    Выбор уровней напряжений должен обеспечивать в процессе испытаний постоянство размеров и формы площадки контакта. Если этого достигнуть не удается, то уточненный расчет напряжений ozmax производят по п. 1.6.7, исходя из переменной кривизны контактных поверхностей.

3.14.    Выбор ориентировочного значения агтах при испытании образцов на верхнем уровне кривой контактной усталости производят или по априорной информации о результатах испытаний аналогичных образцов или по табл. 1.

Таблица 1

Твердость образца

агшах* МПа (кгс/мм*)

для схем нагружения, предусмотренных п. 1.1, черт. 1 и 3

для схем нагружения, предусмотренных п. 1.1, черт. 2 н 4

От НВ200 до HRC30 включ.

2000 (200)

1500 (150)

Св. HRC30 „ HRC35 „

3000 (300)

2000 (200)

. HRC35 . HRC40 .

3500 (350)

2300 (230)

„ HRC40 . HRC45 .

4000 (400)

2600 (260)

„ HRC45 . HRC50 .

4500 (450)

3000 (300)

„ HRC50 * HRC55 „

5000 (500)

3300 (330)

„ HRC55 , HRC60 .

5500 (550)

3600 (360)

. HRC60 . HRC65 .

6000 (600)

4000 (400)

Примечание. Значения ozmax , приведенные в табл. 1, справедливы для круговой и эллиптической площадок контакта. Для контакта по полоске значения azmax уменьшают на 2)0%.

3.15.    Выбор коэффициента К при испытании образцов по схеме качения с внешней касательной нагрузкой (л. 1.1, черт. 3) производят из условия обеспечения минимального проскальзывания между образцом и контртелом.

Рекомендуемый диапазон значений коэффициента К составляет от 0,02 до 0,05.

3.16.    Основным критерием разрушения при определении пределов контактной выносливости и построения кривых контактной усталости является:

для схем нагружения, предусмотренных л. 1.1, черт. 1—3 — наличие на контактной поверхности нескольких ямок выкрашивания

ГОСТ 25.501-78 Стр. 17

или единичного выкрашивания диаметром, превышающим 50% малой полуоси пятна контакта;

для схемы «пульсирующий контакт» — наличие на контактной поверхности усталостных трещин, возникающих у контура пятна контакта. Форма контура усталостных трещин зависит от геометрических размеров образца и контртела.

3.17.    За момент разрушения принимают момент резкого изменения площади выкрашивания контактной поверхности.

Момент разрушения фиксируют или при помощи специальной аппаратуры или по результатам обработки графика изменения площади выкрашивания в функции наработки (числа циклов нагружений).

Измерение длины усталостной трещины или диаметра выкрашивания (в случаях, когда применение специальной аппаратуры не представляется возможным) производят оптическими средствами измерения.

3.18.    Рекомендуемая конструкция электронного автоматического выключателя приведена в рекомендуемом приложении 8.

3.19.    При исследовательских испытаниях допустимо применять критерии разрушения, отличные от приведенных в пп. 3.16 и 3.17.

3.20.    Нагружение образцов при испытаниях на контактную усталость производят по одной из схем, указанных на черт. 1—4.

4. МЕТОДЫ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

4.1.    Контрольные испытания на контактною усталость

4.1.1.    Для проведения одной серии испытаний образцы должны быть изготовлены из металла одной марки и плавки по одному технологическому процессу.

4.1.2.    Технологический процесс получения заготовки, маркировки и изготовления образцов не должен оказывать существенного влияния на контактно-усталостные свойства исходного материала.

4.1.3.    В пределах одной серии испытаний макро- и микроструктура, а также твердость образцов должны быть близкими. Предельное отклонение по твердости не должно превышать НВ±5 или HRC±0,5.

4.1.4.    Термическая обработка металла должна производиться до финишных операций изготовления образцов.

Поверхностному упрочнению должны подвергаться окончательно изготовленные образцы.

4.1.5.    Точность изготовления образцов и контртел должна быть не ниже 6-го квалитета СТ СЭВ 145—75.

4.1.6.    Шероховатость поверхности рабочей части образцов должна быть /?а <0,32 мкм по ГОСТ 2789-73, на поверхности не должно быть следов коррозии, окалины, литейных корок, вальцовоч-

РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ

Р. Н. Рыньков, В. M. Нестеров, Л. В. Пущин, Г. П. Гувенков, Н. А. Алимове Министерством путей сообщения ИСПОЛНИТЕЛИ

Е. Ж. Шур, Ж. В. Великанов, Н. Я. Бычкова

Министерством станкостроительной и инструментальной промыш-ленностм

ИСПОЛНИТЕЛИ

С. В. Пинегин, Ж. В. Орлов, М. В. Коровчинский Министерством автомобильной промышленности ИСПОЛНИТЕЛИ

О. Н. Черменский, В. Г. Пискарева

Министерством высшего и среднего специального образования ИСПОЛНИТЕЛИ

Д. Н. Решетов, Г. Ж. Снесарев

ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

Член Госстандарта Б. Н. Лямин

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 декабря 1978 г. № 338S

Стр. 18 ГОСТ 25.501-78

ных хлопьев, цветов побежалости, трещин и других дефектов.

4.1.7.    Рабочую часть образца измеряют с (погрешностью не более 0,01 мм.

4.1.8.    Выбор типов образцов и контртел производят по табл. 2.

Таблица 2

Схема нагружения

Верхний уровень напряже-ния а2тах> МПа (КГС/МЫ-)

Тип образца и контртела

Качение без проскальзывания

До 3000 (до 300)

I

Качение с внешней касательной нагрузкой

* 6000 (‘ 600)

II

Качение с проскальзыванием

ш

Пульсирующий контакт

IV

4.1.9. Примеры рабочих чертежей образцов и контртел типов I—IV приведены в рекомендуемом приложении 9.

4.2. При исследовательских испытаниях форма и размеры образцов и контртел, шероховатость поверхности, отклонение по твердости и другие параметры настоящим стандартом не регламентируются.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1.    В пределах намеченной серии:

образцы испытывают на однотипных машинах;

последовательность установки, закрепления и нагружения образцов должна быть одинаковой.

5.2.    Установка и закрепление образцов в испытательной машине не должны вызывать больших дополнительных напряжений от биения и несоосности образцов и захватов.

5.3.    Нагружение образцов производят плавно после того, как будет достигнута заданная частота нагружения.

5.4.    Испытание образцов рекомендуется проводить непрерывно до разрушения или до базового числа циклов.

5.5.    В процессе испытаний контролируется стабильность задаваемых нагрузок, температуры и подачи смазочного материала.

5.6.    Перед испытаниями производится настройка аппаратуры для фиксации момента разрушения. Критерий разрушения для настройки аппаратуры определяется в соответствии требованиям пп. 3.16 и 3.17.

5.7.    Исходные данные и результаты испытаний каждого образца записывают в протокол испытаний (рекомендуемое приложение 10), а результаты испытаний партии образцов—в сводный

УДК 620.178.32:006.354    Группа    Т51

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГОСТ

25.501—78

РАСЧЕТЫ И ИСПЫТАНИЯ НА ПРОЧНОСТЬ В МАШИНОСТРОЕНИИ

Методы испытаний на контактную усталость

Design calculations and strength testings in machinebuildings. Procedures of contact failure testings 1 2

Издание официальное ★

Перепечатка воспрещена




Г


ЬА


х

1

м

лэ


гл


а — схема нагружения; б — цикл напряжений; / — образец; 2 — контртела; S — приводные элементы; период цикла.


Vs-


Vs


dx —d%


- = 0—относительная величина проскальзывания;


г11='о,='о,=


тс/г1 : 30“


«А


1000-60

<02<*2


”2-30    *    “8- ds    .

du d2, dz — диаметры рабочей части контртел и образца, мм; пи П2, пъ — скорости вращения контртел и образца, мин -2;

©ъ ©2> Юз — угловые скорости контртел и образца, рад/с;

vu v2, v3 — окружные скорости рабочей части контртел и образца, м/с.

Привод на контртела осуществляется через дифференциальное устройство.

Черт. 1


построение кривой контактной усталости и определение предела контактной выносливости при ограниченном объеме партии;

оценку параметров функции распределения контактно-усталостного ресурса на заданном уровне напряжения;

построение группы кривых контактной усталости по параметру вероятности разрушения;



Качение с проскальзыванием

а



ЛТД


а — схема нагружения; б — цикл напряжений; / — образец; 2 — контртела; 3 — приводные элементы; Гц-период цикла.

^    _ V3-Vx VZ-V2 , Л.

di=rf*; ях=п2; (Bj = о)а; •и1=г)2;

_ cojdj

(l-XCi)ds-(l-XJd3 ;

30

'2000


G>* =


Ля—


*0-**>*• ' "8 Черт. 12


оценку среднего значения предела контактной выносливости и его среднеквадратического отклонения.

1.6. Контактно-усталостные характеристики, определяемые в настоящем стандарте, могут быть использованы:

при выборе металлов и сплавов и обоснований конструктивно-технологических решений;

при контроле качества металлов;



Качение с внешней касательной нагрузкой


а — схема нагружения; б — цикл напряжений; / — образец; 2 — контртела; 3 — приводной элемент; Гц —период цикла

Мт^Т^~-—тормозной момент;


Т — касательная нагрузка.

Черт. 3


при расчетах на этапе проектирования деталей машин, работающих (при циклическом контактном нагружении.

1.6. Расчет максимальных нормальных напряжений в зоне контакта.

1.6.1. Максимальное нормальное напряжение вычисляют по формулам:

для круговой площадки контакта (черт. 5, а)


_ 0,478Р tfzmax—-^2


(1)

для эллиптической площадки контакта (черт. 5, б)

0,478Р azmax--JT& I


(2)

ГОСТ 25.501-78 Стр. 5

Пульсирующий контакт

а—схема нагружения; б — цикл напряжений; } — образцы; Гц —период цикла.

Черт. 4


для -контакта по полоске (черт. 5, в)

(3)

0,637Р агшах~ /.£    >

где Р — нормальная нагрузка, Н (кгс) (см. приложение 1); а и b — размеры большой и малой полуоси площадки контакта, соответственно, м;м;

I — длина полоски контакта, мм.

1.6.2. Формулы для вычисления полуосей площадки контакта (а и Ь) и максимального нормального напряжения (агтах) для основных случаев контактирования образцов и контртел с одинаковыми упругими характеристиками (одинаковые модули нормаль-

Распределение иаврвжемий


площадках контакта


Г



Черт. 5


ГОСТ 25.501-78 Стр. 7

ной упругости £1,2=2,15-104 кгс/мм2=21,08- 104 МПа и коэффициенты Пуассона pi= ц2=0,3) приведены в рекомендуемом приложении 2.

1.6.3.    При неодинаковых упругих характеристиках образцов и контртел размеры полуосей площадки контакта (а и Ь) и максимальное нормальное напряжение вычисляют по формулам, приведенным в ran. 1.6.4—1.6.6.

1.6.4.    Для круговой и эллиптической площадок контакта

a=l,l45/*a(g)H ;    (4)

Ь=\МЬпь[Щ-)* ;    (5)

<W= 0,365л,    (6)

где т]— коэффициент, учитывающий упругие характеристики материалов контактирующих тел, вычисляемый по формуле

где ft 1 и fi2 — коэффициенты Пуассона материалов образца и контртела;

ЕхъЕ2 — модули нормальной упругости материалов образца и контртела;

2р—Ри+Ри+Ргг+Рга—сумма главной кривизны поверхностей соприкасающихся тел в точке первоначального контакта, то есть величин, обратных радиусам 1

кривизны р=-£-;

Рп и р 12 — главная кривизна первого тела (черт. 6) в двух взаимно перпендикулярных плоскостях; p2i и р22 — главная кривизна второго тела (см. черт. 6). Кривизна р положительна, если поверхность выпуклая, и отрицательна — если поверхность вогнутая;

пй,щ— коэффициенты, учитывающие кривизну поверхностей упругих тел в районе касания и определяемые по табл. 3 справочного приложен ния 3 в зависимости от величины й.

Величину й определяют по приложению 2 или по формуле

П_ /(Рп—Р21)—(Pl2—Рм)/    /•7\

“--2^- • (7>

1.6.5. Для контакта по полоске при сжатии цилиндра диаметром d с плоскостью величины b и azmax вычисляют по формулам:

Ь=0,7979(-ф—)“ ;    (8)

1

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 декабря 1978 г. № 3385 срок введения установлен

с 01.01.1980 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает методы контрольных и исследовательских испытаний машиностроительных материалов на контактную усталость и обработки их результатов.

Стандарт не устанавливает методы испытаний на контактную усталость деталей машин и испытаний в условиях .пониженной и повышенной температуры окружающей среды, вакуума и лучевого воздействия.

2

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Стандарт предусматривает четыре схемы нагружения:

качение без проскальзывания (черт. 1);

качение с проскальзыванием (черт. 2);

качение с внешней касательной нагрузкой (черт. 3);

пульсирующий контакт (черт. 4).

1.2.    Метод предусматривает испытания на контактную усталость в условиях:

нормальной температуры и влажности окружающей среды в соответствии с ГОСТ 15150-69 (исполнение У, категория 4.2);

наличия или отсутствия смазки.

1.3.    Термины, определения и обозначения, применяемые в стандарте, указаны в обязательном приложении 1.

1.4.    По результатам испытаний на контактную усталость производят: