ДСТУ ISO 6336-5:2005 Расчет нагрузочной способности цилиндрических прямозубых и косозубых передач. Часть 5. Прочность и качество материалов (ISO 6336-5:1996, IDT)

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ЦИЛІНДРИЧНИХ ПРЯМОЗУБИХ І КОСОЗУБИХ ПЕРЕДАЧ
Частина 5. Міцність і якість матеріалів

(ISO 6336-5:1996, IDT)
ДСТУ ISO 6336-5:2005

Київ
ДЕРЖСПОЖИВСТАНДАРТ УКРАЇНИ
2007

ПЕРЕДМОВА

1 ВНЕСЕНО: 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 (керівник розробки)

2 НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Держспоживстандарту України від 30 червня 2005 р. № 156 з 2007-01-01

3 Національний стандарт відповідає ISO 6336-5:1996 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 5: Strength and quality of materials (Розраховування навантажувальної здатності цилін­дричних прямозубих і косозубих передач. Частина 5. Міцність і якість матеріалів)

Ступінь відповідності — ідентичний (IDТ)

Переклад з англійської (еn)

4 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ

ЗМІСТ

Національний вступ

Вступ

1 Сфера застосування

2 Нормативні посилання

3 Визначення і позначення

4 Методи визначання допустимих значень напруження

5 Стандартні значення допустимого напруження — Метод В

6 Вимоги до якості матеріалу і термічного оброблення

Додаток А Розміри контрольованої ділянки для наскрізнопрогартованого зубчатого колеса

Додаток В Сертифікати

Додаток С Таблиця переведення твердості

Додаток D Випробовування твердості поверхні напилком

Додаток Е Бібліографія

НАЦІОНАЛЬНИЙ ВСТУП

Цей документ є тотожний переклад ISO 6331-5:1996 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 5: Strength and quality of materials (Розрахунок навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач. Частина 5. Міцність і якість матеріалів).

Міжнародний стандарт ISO 6336 підготовлений Технічним комітетом ISO/TC60 Gear (Зубчасті передачі), підкомітет SC2 Gear capacity calculation (Розрахунок навантажувальної здатності пере­дач).

Технічний комітет, відповідальний за цей національний стандарт в Україні, — ТК 47 «Механічні приводи».

ISO 6336 містить такі частини під загальною назвою «Розрахунок навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач»:

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

— Частина 2. Розрахунок міцності активної поверхні зубців;

— Частина 3. Розрахунок міцності зубців при вигині;

— Частина 5. Міцність і якість матеріалів.

Додаток А цієї частини стандарту обов’язковий, решта додатків довідкові.

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

До цієї частини стандарту внесено такі редакційні зміни:

— вислови «ISO 6336» та «ISO 6336-5» замінено висловами «цей стандарт» і «ця частина стан­дарту» відповідно;

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

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

— виправлено помилку в таблиці 2, пункт 2: посилку на Додаток В замінено посилкою на До­даток А;

— у Додатку Е «Бібліографія» впорядковано позначення міжнародних стандартів та вилучено відповідну виноску.

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, IDТ);

— ДСТУ ISO 6336-2:2005 Розрахунок навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач. Частина 2. Розрахунок міцності активної поверхні зубців (ISO 6336-2:1996, IDT);

— ДСТУ ISO 6336-3:2005 Розрахунок навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач. Частина 3. Розрахунок міцності зубців при вигині (ISO 6336-3:1996, IDT).

ВСТУП

Ця частина стандарту, а також частини 1, 2 та 3 встановлюють принципи взаємозв’язаної сис­теми методів розраховування навантажувальної здатності циліндричних евольвентних зубчастих пе­редач із зовнішнім і внутрішнім зачепленням. Цей стандарт призначено для полегшення застосування майбутніх знань і удосконалень, а також обміну інформацією, отриманою з досвіду.

Значення допустимих напружень, іцо охоплені цією частиною стандарту, можуть широко зміню­ватися. Така варіація викликана дефектами і змінами: хімічного складу (включень), структури, типу і ступеня оброблення тиском (наприклад: пруткова вальцівка, кування, ступінь обтиснення), терміч­ного оброблення, рівня залишкового напруження тощо.

Таблиці підсумовують найважливіші змінні впливу й вимоги до різних матеріалів і ступенів якості. Ефекти впливу їх на міцність активної поверхні зубців і міцність зубців на згинання проілю­стровані графіками на рисунках 1—14.

Ця частина стандарту охоплює найширше використовувані сталі для зубчастих коліс і пов’я­зані процеси термічного оброблення. Рекомендації з вибору специфічних матеріалів, процесів тер­мічного оброблення або процесів виготовлення не включені. Крім того, не наведено ніяких коментарів стосовно придатності або непридатності будь-яких матеріалів для специфічного виго­товлення або процесів термічного оброблення.

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

РОЗРАХУНОК НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ ЦИЛІНДРИЧНИХ ПРЯМОЗУБИХ І КОСОЗУБИХ ПЕРЕДАЧ
Частина 5. Міцність і якість матеріалів

РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ И КОСОЗУБЫХ ПЕРЕДАЧ
Часть 5. Прочность и качество материалов

CALCULATION OF LOAD CAPACITY OF SPUR AND HELICAL GEARS
Part 5. Strength and quality of materials

Чинний від 2007-01-01

1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Ця частина стандарту описує контактні напруження і напруження згинання та подає числові значення величин для обох граничних значень напруження. Вимоги до якості матеріалу і термооброблення встановлені разом з коментарями відносно їх впливів на обидва значення граничного напруження.

Значення величин згідно з цією частиною стандарту придатні для використання з методиками розраховування, наведеними в ISO 6336-2 і ISO 6336-3 та в прикладних стандартах для промис­лових, високошвидкісних і морських зубчастих передач. Вони також підходять для методик розраховування в ISO 10300 для визначення основних характеристик навантажувальної здатності коніч­них зубчастих передач.

Інформація в цій частині стандарту придатна до всіх зубчастих передач, основних профілів вихідного контуру, профільних розмірів, конструкції тощо, охоплених вищезазначеними стандар­тами. Результати добре узгоджуються з іншими методами для діапазону, як вказано у сфері засто­сування ISO 6336-1.

2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

Нижченаведені стандарти містять положення, які через посилки в цьому тексті становлять положення цієї частини стандарту. На час опублікування цієї частини стандарту 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 642:1979 Steel — Hardenability test by end quenching (Jominy test)

ISO 643:1983 Steel — Micrographic determination of the ferritic or austenitic grain size

ISO 683-11:1987 Heat-treatable steels, alloy steels and free-cutting steels — Part 11: Wrought case- hardening steels

ISO 1122-1:1983 Glossary of gear terms — Part 1: Geometrical definitions ISO 2639:1982 Steel — Determination and verification of the effective depth of carburized and hardened cases

ISO 3452:1984 Non-destructive testing — Penetrant inspection — General principles ISO 3754:1979 Steel — Determination of effective depth of hardening after flame or induction hardening

ISO 4967:1979 Steel — Determination of content of non-metallic inclusions — Micrographic method using standard diagrams

ISO 1328-1:1995 Cylindrical gears — ISO system of accuracy — Part 1: Definitions and allowable values of deviations relevant to corresponding flanks of gear teeth

ISO 6336-1:1996 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 1: Basic principles, introduction and general influence factors

ISO 6336-2:1996 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 2: Calculation of surface durability (pitting)

ISO 6336-3:1996 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 3: Calculation of tooth bending strength

ISO 9443:1991 Heat-treatable and alloy steels — Surface quality classes for hot-roiled round bars and wire rods — Technical delivery conditions

EN 10204:1991 Metallic products — Types of inspection documents DIN 3990:1987 Tragfeihigkeitsberechnung von StirnrSdern ANSI/AGMA 2007-B92 Surface Temper Etch Inspection After Grinding ASTM A388-91 Practice for Ultrasonic Examination of Heavy Steel Forgings ASTM E428-92 Practice for Fabrication and Control of Steel Reference Blocks Used in Ultrasonic Inspection

ASTM A609-91 Practice for Castings, Carbon, Low Alloy and Martensitic Stainless Steel, Ultrasonic Examination Thereof

ASTM E709-91 Practice for Magnetic Particle Examination

НАЦІОНАЛЬНЕ ПОЯСНЕННЯ

ISO 53:1974 Передачі зубчасті циліндричні для загального й важкого машинобудування. Вихідний контур

ISO 642:1979 Сталь. Визначання прогартовуванності торцевим методом (визначення за Джоміні)

ISO 643:1983 Сталь. Мікрографічне визначання розміру зерен фериту або аустеніту ISO 683-11:1987 Термооброблені сталі, леговані сталі й автоматні сталі. Частина 11. Ковані цементовані сталі

ISO 1122-1:1983 Словник термінів із зубчастих передач. Частина 1. Геометричні визначення ISO 2639:1982 Сталь. Визначання й контроль ефективної глибини цементованих і загар­тованих поверхневих шарів

ISO 3452:1984 Неруйнівне випробовування. Контроль з використанням проникальних рідин. Загальні принципи

ISO 3754:1979 Сталь. Визначання ефективної глибини загартування після гартування полум’ям або індукційним нагріванням

ISO 4967:1979 Сталь. Визначання вмісту неметалевих включень. Мікрографічний метод з використанням стандартних діаграм і ISO 1328-1:1995 Передачі зубчасті циліндричні. Система точності ISO. Частина 1. Визначання й допустимі значення відхилів, що стосуються бокової поверхні зубців зубчастих передач

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

ISO 6336-2:1996 Розрахунок навантажувальної здатності прямозубих і косозубих зубчастих передач. Частина 2. Розрахунок міцності активної поверхні зубців

ISO 6336-3:1996 Розрахунок навантажувальної здатності прямозубих і косозубих зубчастих передач. Частина 3. Розрахунок міцності зубців при вигині

ISO 9443:1991 Термооброблені й леговані сталі. Класи якості поверхні для гарячевальцьованої вальцівки й катанки. Технічні умови постачання

EN 10204:1991 Металева продукція. Типи контрольних документів DIN 3990:1987 Навантажувальна здатність зубчастих передач ANSI/AGMA 2007-В92 Контроль структури поверхні травленням ASTM А388-91 Технологія ультразвукового аналізу важких сталевих поковок ASTM Е428-92 Технологія виготовляння й перевіряння сталевих контрольних зразків, вико­ристовуваних при ультразвуковому контролі

ASTM А609-91 Технологія відливок, вуглецевої низьколегованої і мартенситної неіржавної сталі, ультразвуковий аналіз

ASTM Е709-91 Технологія аналізу магнітними частинками.

3 ВИЗНАЧЕННЯ І ПОЗНАЧЕННЯ

Для цілей цієї частини стандарту застосовуються визначення, наведені в ISO 1122-1. Познаки й одиниці виміру наведено в ISO 6336-1.

4 МЕТОДИ ВИЗНАЧАННЯ ДОПУСТИМИХ ЗНАЧЕНЬ НАПРУЖЕННЯ

Значення допустимого напруження повинні визначатися для кожного матеріалу і стану ма­теріалу, переважно експлуатаційними випробовуваннями зубчастої передачі. Умови випробову­вання і розміри деталей повинні прийматися якнайближче, наскільки це можливо, до експлуата­ційних умов і розмірів зубчастих передач, що будуть оцінюватися.

Коли оцінюються результати вйпробувань або дані, отримані з експлуатації на місці монтажу, то завжди необхідно встановити, чи вже включені специфічні впливи на допустимі напруження з оціненими даними, наприклад у випадку поверхневої зносостійкості — ефекти змащення і шорст­кості поверхні; у випадку міцності зубців на згинання — радіус перехідної кривої і шорсткість по­верхні, Де доречно, там повинно бути підставлено 1,0 для відповідного коефіцієнта впливу у разі обчислення допустимих напружень.

4.1 Метод А

Значення допустимого напруження для контакту і згинання отримуються з вйпробувань на довговічність зубчастих передач, що мають розміри, подібні до розмірів передач, що будуть оці­нюватися, за умов випробовування, які подібні призначеним умовам експлуатації.

4.2 Метод В

Значення допустимого напруження для контакту і згинання отримуються із вйпробувань на довговічність базових зубчастих передач за базових умов вйпробування. Значення допустимого напруження згинання також отримуються із вйпробувань на пульсаторі. Потрібно враховувати практичний досвід. Значення стандартного допустимого напруження в 5.2 і 5.3 базуються на та­ких вйпробуваннях і досвіді.

Наведено чотири різні класи: MX, ME, MQ і ML для значень допустимого напруження. Прий­нятний вибір класу буде залежати, як описано в розділі 6, від типу виробництва і здійсненого конт­ролю якості.

4.3 Метод Вк

Значення допустимого напруження для згинання отримуються із результатів вйпробування зразків з надрізом. Переважно відношення радіуса надрізу зразка для випробовування до товщини повинно бути подібним відношенню радіуса перехідної кривої до хорди ніжки зуба в критичному перерізі. Під час оцінення даних вйпробувань потрібно врахувати, що зразки для випробовування звичайно зазнають чистого, змінного напруження згинання, тоді як у випадку зуба передачі пере­хідні криві зубців зазнають комбінованого згинання, зсуву і стискувального напруження. Дані віднос­но різноманітних матеріалів можна отримати із власних випробувань, досвіду або з літератури.

4.4 Метод Вр

Значения допустимого напруження згинання отримуються з результатів вйпробування зразків без надрізу. Див. 4.3 щодо коментарів відносно оцінення результатів вйпробування. Щоб урахувати вплив чутливості до надрізу, треба включити до розрахунку дійсну форму піднутрення і параметри піднутрення; таким чином на їх результати буде впливати крайня ненадійність цих коефіцієнтів.

Дані для різноманітних матеріалів можна отримати з наявного випробовувального обладнання або з літератури (див. бібліографію в додатку Е).

БІБЛІОГРАФІЯ

1 ISO 54:1996 Cylindrical gears for general engineering and heavy engineering — Modules

2 ISO 10300-1:2001 Calculation of load capacity of bevel gears — Part 1: Introduction and general influence factors

3 ISO 10300-2:2001 Calculation of load capacity of bevel gears — Part 2: Calculation of surface durability (Pitting)

4 ISO 10300-3:2001 Calculation of load capacity of bevel gears — Part 3: Calculation of tooth root strength

5 ANSI/AGMA 2001-C95 Fundamental Rating Factors and Calculation Methods for Involute Spur and Helical Gear Teeth, January 1995

6 Niemann/Winter, Maschinenelemente II, Springer, Berlin, 1989

7 «Practical Data for Metallurgists», 12th Ed., The Timken Steel Co., Canton, Ohio, U.S.A. 1991.