ДСТУ ISO 6336-3:2005 Расчет нагрузочной способности цилиндрических прямозубых и косозубых передач. Часть 3. Расчет на прочность зубьев при изгибе (ISO 6336-3:1996, IDT)

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ЦИЛІНДРИЧНИХ ПРЯМОЗУБИХ І КОСОЗУБИХ ПЕРЕДАЧ
Частина 3. Розрахунок на міцність зубців при вигині

(ISO 6336-3:1996, IDT)
ДСТУ ISO 6336-3:2005

Київ
ДЕРЖСПОЖИВСТАНДАРТ УКРАЇНИ
2007

ПЕРЕДМОВА

1 ВНЕСЕНО: Технічний комітет «Механічні приводи» (ТК 47); Акціонерне товариство закритого типу «Науково-дослідний інститут “Редуктор”» (АТЗТ «НДІ “Редуктор”»)

ПЕРЕКЛАД І НАУКОВО-ТЕХНІЧНЕ РЕДАГУВАННЯ: О. Висоцький; В. Власенко, канд. техн. наук; В. Галушко; В. Фей (науковий керівник)

2 НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Держспоживстандарту України від 25 травня 2005 р. № 128 з 2006-10-01

3 Національний стандарт відповідає ISO 6336-3:1996 Calculation of load capacity of spur and helicai gears — Part 3: Calculation of tooth bending strength (Розрахунок навантажувальної здатності цилін­дричних прямозубих і косозубих передач. Частина 3. Розрахунок на міцність зубців при вигині) з Сог. 1:1999

Ступінь відповідності — ідентичний (IDТ)

Переклад з англійської (еn)

4 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ

ЗМІСТ

Національний вступ

Вступ

1 Сфера застосування

2 Нормативні посилання

3 Злом зуба й коефіцієнти безпеки

4 Основні формули

5 Коефіцієнти, що враховують вплив форми зуба і концентрацію напружень YF і YFa Коефіцієнт вершини зуба YFS

6 Поправкові коефіцієнти напружень Ys і YSa

7 Коефіцієнт, що враховує вплив перекриття зубців Yt

8 Коефіцієнт, що враховує вплив нахилу лінії зуба Ур

9 Базове напруження згинання

10 Коефіцієнт довговічності YNT

11 Коефіцієнти чутливості Yg, Y5T, Y і відносні коефіцієнти чутливості до надрізу YrelT, Y

12 Коефіцієнти поверхні Yr, Yrt, YRk і відносні коефіцієнти поверхні YRre|TTa YRrelk

13 Розмірний коефіцієнт Yx

Додаток А Бібліографія

НАЦІОНАЛЬНИЙ ВСТУП

Цей стандарт є тотожний переклад ISO 6336-3:1996 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 3: Calculation of tooth bending strength (Розрахунок навантажувальної здатності цилін- дричних прямозубих і косозубих передач. Частина 3. Розрахунок на міцність зубців при вигині) з Сог. 1:1999.

У стандарті враховано Технічну поправку (Сог 1:1999). Змінений нею текст виділено в основ­ному тексті стандарту подвійною рискою (||).

Міжнародний стандарт ISO 6336-3 розробив Технічний комітет ISO/TC60, Gear (Зубчасті пе­редачі), Підкомітет SC2, Gear capacity calculation (Розраховування навантажувальної здатності зубчастих передач).

Технічний комітет, відповідальний за цей державний стандарт, — ТК 47 «Механічні приводи».

ISO 6336 містить наступні частини, під загальною назвою «Розраховування навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач»:

— Частина 1. Основні принципи, вступна частина і загальні коефіцієнти впливу;

— Частина 2. Розрахунок на міцність активної поверхні зубців;

— Частина 3. Розрахунок на міцність зубців при вигині;

— Частина 5. Міцність і якість матеріалів.

Додаток А цієї частини стандарту довідковий.

З міжнародними стандартами, на які є посилки в цій частині стандарту, можна ознайомитися в Головному фонді нормативних документів.

До стандарту внесено такі редакційні зміни:

— до розділу 2 «Нормативні посилання» долучено «Національне пояснення», яке в тексті ви­ділено рамкою;

— вислови «ISO 6336» та «ISO 6336-3» замінено висловами «цей стандарт» і «ця частина стандарту» відповідно;

— структурні елементи цього стандарту: «Титульний аркуш», «Передмову», «Зміст», «Націо­нальний вступ», «Бібліографічні дані» — оформлено відповідно до вимог комплексу стандартів «Національна стандартизація»;

— виправлено друкарську помилку в п. 11.3.2.1: посилку на формулу (50) замінено на посил­кою на формулу (58).

На цей час в Україні впроваджено такі міжнародні стандарти, на які є посилки в цій частині стандарту:

— ДСТУ ISO 6336-1:2005 Розрахунок навантажувальної здатності циліндричних прямозубих І косозубих передач. Частина 1. Основні принципи, вступна частина і загальні коефіцієнти впливу (ISO 6336-1:1996, IDT);

— ДСТУ ISO 6336-5:2005 Розрахунок навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач. Частина 5. Міцність і якість матеріалів (ISO 6336-5:1996, IDT).

ВСТУП

Максимальне розтягувальне напруження в ніжці зуба (у напрямі висоти зуба), яке не може перевищувати допустиме напруження згинання для матеріалу, є базисом для оцінення міцності під час згинання зубців передачі. Напруження виникає в «розтягнених перехідних кривих» робочих по­верхонь зуба. Якщо тріщини, спричинені навантаженням, сформувалися, то перша з них часто з’яв­ляється в перехідних кривих, де утворилося стискувальне напруження, тобто в «стиснутих перехідних кривих» на неробочих поверхнях зуба. Коли навантаження одностороннє і зубці мають обумовлену форму, то ці тріщини рідко призводять до відмови. Поширення тріщин, що закінчують­ся відмовою, найімовірніше виникає від тріщин, що почалися в розтягнених перехідних кривих.

Допустиме навантаження зубців, навантажуваних реверсивно протягом кожного оберту, таких як «паразитні колеса», є меншим від допустимого для навантажених односторонньо. Повний діа­пазон напруження за таких обставин є більшим ніж удвічі від напруження розтягування, яке вини­кає в перехідних кривих ніжки навантажених поверхонь зуба. Це враховано у визначенні допустимих напружень (див. ISO 6336-5).

Коли ободи зубчастого вінця тонкі й западини між зубцями, суміжними до поверхні ніжки, вузькі (обставини, що можуть бути, зокрема, в деяких колесах із внутрішніми зубцями), то початкові тріщини звичайно виникають у стиснутій перехідній кривій. Через те що за таких обставин самі ободи зубчастого вінця можуть зазнати злому від утоми, то необхідні спеціальні дослідження. Див. розділ 1 і підпункти 5.2.2 і 5.3.2.

Було схвалено декілька методів розраховування критичного напруження ніжки зуба й оціню­вання деяких коефіцієнтів (див. ISO 6336-1).

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ЦИЛІНДРИЧНИХ ПРЯМОЗУБИХ І КОСОЗУБИХ ПЕРЕДАЧ
Частина 3. Розрахунок на міцність зубців при вигині

РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ И КОСОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ
Часть 3. Расчет на прочность зубьев при изгибе

CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF SPUR AND HELICAL GEARS
Part 3. Calculation of tooth bending strength

Чинний від 2006-10-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Ця частина стандарту встановлює основні формули для використання в розрахунках напру­жень під час згинання для евольвентних внутрішніх і зовнішніх, прямозубих та косозубих передач II з мінімальною товщиною обода під ніжкою зуба Sr > 3,5 mп. Охоплено всі впливи навантаження на напруження зуба, оскільки вони є результатом навантажень, переданих зубчастою передачею, і їх можна оцінити кількісно (див. 4.1.1).

Наведені формули чинні для прямозубих і косозубих передач з профілями зуба згідно з вихід­ним контуром, стандартизованим в ISO 53 (див. «Вступ»), їх можна також використовувати для зубців, сполучених за іншими вихідними контурами, якщо еквівалентний коефіцієнт перекриття менший ВІД n = 2,5.

Примітка 1. Див. 4.1.1 с) і 5.3 щодо застережень для методу С.

Навантажувальну здатність, визначену на основі допустимого напруження згинання, нази­вають «міцністю на згинання зубців». Результати добре узгоджуються з іншими методами для діа­пазону, зазначеного в ISO 6336-1.

Користувача цієї частини стандарту попереджають, що коли встановлений метод викорис­товується для великих кутів нахилу лінії зуба і великих кутів профілю, то результати розрахунку повинні бути підтверджені досвідом, як за методом А.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

Нижченаведені стандарти містять положення, які через пбсилки в цьому тексті становлять положення цієї частини стандарту. На час опублікування зазначені видання були чинні. Всі стан­дарти підлягають перегляду, і сторонам угод, що ґрунтуються на цій частині стандарту, пропону­ють дослідити можливість застосування останніх видань стандартів, зазначених нижче. Члени ІЕС та ISO впорядковують каталоги чинних міжнародних стандартів.

ISO 53:1974 Cylindrical gears for general and heavy engineering — Basic rack ISO 6336-1:1996 Calculation of load capacity of spur and helical cylindrical gears — Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors

ISO 6336-5:1996 Calculation of load capacity of cylindrical gears — Part 5: Strength and quality of materials.

НАЦІОНАЛЬНЕ ПОЯСНЕННЯ

ISO 53:1974 Циліндричні зубчасті передачі для загального і важкого машинобудування. Ви­хідний контур

ISO 6336-1:1996 Розрахунок навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач. Частина 1. Основні принципи, вступна частина і загальні коефіцієнти впливу

ISO 6336-5:1996 Розрахунок навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач. Частина 5. Міцність і якість матеріалів.

3 ЗЛОМ ЗУБА Й КОЕФІЦІЄНТИ БЕЗПЕКИ

Злом зуба звичайно припиняє строк служби передачі, інколи руйнування всіх зубчастих коліс може бути наслідком злому одного зуба. У деяких випадках процес передачі між вхідним і вихідним валами порушується. Як наслідок, вибране значення коефіцієнта безпеки SF проти злому зуба повинне бути більшим від коефіцієнта безпеки проти пітингу.

Загальні положення щодо вибору мінімального коефіцієнта безпеки містяться в ISO 6336-1. підпункт 4.1.3. Рекомендовано, щоб виробник і замовник домовились про мінімальне значення коефіцієнта безпеки.

Цю частину стандарту не застосовують, якщо рівень напруження перевищує допустимі для 103 циклів через те, що напруження в цьому діапазоні можуть перевищити границю пружності зуба зуб­частого колеса.

БІБЛІОГРАФІЯ

1 ISO 54:1977 Cylindrical gears for general engineering and for heavy engineering — Modules and diametral pitches

2 ISO 1122-1:1983 Glossary of gear terms — Part 1: Geometrical definitions

3 ISO 6336-2:1996 Calculation of load capacity of cylindrical gears — Part 2: Calculation of surface durability (pitting)

4 DIN 3990: Tragfahigkeitsberechnung von Stirnradern. Beuth Verlag GmbH, Berlin, Dezember 1987

5 ANSI/AGMA 2001-B88: Fundamental rating factors and calculation methods for involute spur and helical gears. May 1988

6 TGL 10545: Tragfahigkeitsberechnung von auBenverzahnten Stirnradern. November 1988

7 Niemann, G.; Winter, H.: Maschinenelemente, Band 2, Getriebe. Springer, Berlin 1983

8 Hirt М.: EinfluB der ZahnfuBausrundung auf Spannung und Festigkeit von Geradstirnraden. Doctorate dissertation, Technische Universitat MQnchen, 1974

9 BroBmann U.: Ober den EinfluB der ZahnfuBausrundung und des Schragungswinkels auf Beanspruchung und Festigkeit schragverzahnter Stirnrader. Doctorate dissertation, Technische Universitat Munchen, 1979

10 StraBer, М.: EinflUsse von Verzahnungsgeometrie, Werkstoff und Warmebehandlung auf die ZahnfuBtragfahigkeit. Doctorate dissertation, Technische Universitat MQnchen, 1984.