---

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

РОЗРАХОВУВАННЯ
НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ
КОНІЧНИХ ПЕРЕДАЧ

Частина 3» Розраховування міцності
зубців при вигині

(ISO 103003:2001, ЮТ)

Д

БЗ № 2-2006/160

СТУ ISO 10300-3:2006

Видання офіційн

е

Київ
ДЕРЖСПОЖИВСТАНДАРТ УКРАЇНІ
2011

ПЕРЕДМОВА

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

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

2. ПРИЙНЯТО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ: наказ Держспоживстандарту України від 29 червня 2006 р. № 179 3 2007-10-01

З Національний стандарт відповідає ISO 10300-3:2001 Calculation of load capacity of bevel gear—Part 3: Calculation of tooth root strength (Розраховування навантажувальної здатності конічних передач. Части­на 3. Розраховування міцності зубців при вигині)

Ступінь відповідності — ідентичний (IDT)

Переклад з англійської (еп)

4 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Право власності на цей документ належить державі.

Відтворювати, тиражувати та розповсюджувати його повністю чи частково
на будь-яких носіях інформації без офіційного дозволу заборонено.

Стосовно врегулювання прав власності треба звертатися до Держспоживстандарту України

Держспоживстандарт України, 2011

ЗМІСТ

с. Національний вступ IV

Вступ до ISO 10300-3:2001 V

1. Сфера застосування 1

2. Нормативні посилання 1

3. Терміни та визначення понять 2

4. Познаки і скорочені терміни 2

5. Поломка зуба і коефіцієнти безпеки З

6. Формули показників зубчастої передачі З

7. Коефіцієнти форми зуба y_Fa і поправковий У_8а. Метод В1 5

8. Коефіцієнти, що враховують торцеве перекриття Y_z, конічну передачу У_к і розподіл навантаження Y_LS. Метод В1 13

9. Комбінований коефіцієнт геометрії під час вигину У_Р. Метод В2 13

10. Відносний коефіцієнт чутливості для значення допустимого напруження У_8гЄ|_Т 18

11. Відносний коефіцієнт стану поверхні У_КгЄ|_Т 20

12. Розмірний коефіцієнт У_х 21

13. Коефіцієнт довговічності y_NT 21

Додаток А Коефіцієнт коригування конічної передачі У_А. Метод В2 23

Додаток В Графіки коефіцієнта геометрії Yj. Метод В2 25НАЦІОНАЛЬНИЙ ВСТУП

Цей стандарт є тотожний переклад ISO 10300-3:2001 Calculation of load capacity of bevel gear—Part3: Calculation of tooth root strength (Розраховування навантажувальної здатності конічних передач. Части­на 3. Розраховування міцності зубців при вигині).

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

Необхідно враховувати, що деякі із елементів цієї частини ISO 10300 можуть бути предметом па­тентних прав. Міжнародна організація стандартизації ISO не уповноважена визнавати будь-які або всі такі патентні права.

Міжнародний стандарт ISO 10300-3 підготовлений Технічним комітетом ISO/TC 60 «Зубчасті пере­дачі», Підкомітет SC2 «Розраховування навантажувальної здатності зубчастих передач».

ISO 10300 містить такі частини під загальною назвою «Розраховування навантажувальної здатності конічних передач»:

• Частина 1. Вступна частина і загальні коефіцієнти впливу;

• Частина 2. Розраховування міцності активної поверхні зубців;

• Частина 3. Розраховування міцності зубців при вигині.

Додаток А наведено тільки для інформації.

До стандарту внесено такі редакційні зміни:

• слова «ця частина ISO 10300» замінено на «цей стандарт»;

• структурні елементи цього стандарту: «Титульний аркуш», «Передмову», «Національний вступ», першу сторінку, «Терміни та визначення понять» та «Бібліографічні дані» — оформлено згідно з вимо­гами національної стандартизації України;

• ISO 10300-1 та ISO 10300-2 чинні в Україні як ДСТУ ISO 10300-1:2006 Розраховування наванта­жувальної здатності конічних передач. Частина 1. Вступна частина і загальні коефіцієнти впливу (ISO 10300-1:2001, IDT) та ДСТУ ISO 10300-3:2006 Розраховування навантажувальної здатності коніч­них передач. Частина 3. Розраховування міцності активної поверхні зубців (ISO 10300-3:2001, IDT);

• до розділу 2 «Нормативні посилання» долучено «Національне пояснення», виділене рамкою.

Копії нормативних документів, на які є посилання у цьому стандарті, можна отримати в Головному фонді нормативних документів.ВСТУП до ISO 10300-3:2001

Частини 1,2 і З ISO 10300 разом з ISO 6336-5 призначені для встановлення загальних принципів і методик розраховування навантажувальної здатності конічних передач. Крім того, ISO 10300 призначе­ний для полегшення застосування знань і удосконалень в майбутньому, а також обміну інформацією, отриманої із досвіду. У цьому стандарті наведено формули для показників міцності вигину в розрахо­вуваннях для запобігання поломки зуба.

Відмова зубців передачі внаслідок поломки може виникнути з багатьох причин, наприклад, серйозні миттєві перевантаження, надмірний пітінг, деякі випадки дроблення і утоми за вигину. Показники міцності, визначені за формулами в цій частині ISO 10300 базуються на теорії проекції консолі, яка модифікова­на, щоб врахувати наступне:

• стискувальне напруження в ніжках зуба, спричинене радіальною складовою навантаження зуба;

• неоднорідний розподіл моменту навантаження внаслідок нахилених ліній контакту криволіній­них зубців конічних передач;

• концентрація напруження в перехідній кривій ніжки зуба;

• розподіл навантаження між спряженими зубцями;

• відсутність плавності внаслідок низького коефіцієнта перекриття.

Формули можна використовувати для визначання номінального навантаження, що буде запобіга­ти поломці в перехідній кривій ніжки зуба протягом розрахованої довговічності зубців передачі. Однак, якщо недостатньо матеріалу під зубцями (в ободі), поломка може виникнути від ніжки через обід колеса або до отвору — тип відмови, що не охоплюється цим стандартом. Крім того, спеціальні застосування можуть вимагати додаткового матералу заготовки, щоб підтримувати навантаження.

Інколи поверхневе пошкодження (внаслідок пітінгу або зношення) може обмежити показники міцності внаслідок або концентрації напруження навколо великих раковинок з різкими кутами, або зношення уступами на поверхні зуба. Жоден з цих впливів не розглядається в цій частині ISO 10300.

У більшості випадків максимальне розтягувальне напруження в ніжці зуба (що виникає від вигину в ніжці, коли навантаження прикладене до бічної поверхні зуба) можна використовувати як критерій для оцінення міцності ніжки зуба під час вигину, коли величина допустимого напруження перевищена, то зубці можуть зазнати поломки. Коли розраховуються напруження вигину прямозубих конічних передач, ця частина ISO 10300 починає з припущення, що навантаження прикладене на вершині зуба еквіва­лентного циліндричного зубчастого колеса. Навантаження потім трансформується до зовнішньої точки однопарного контакту зуба за допомогою коефіцієнта, що враховує торцеве перекриття У_Е (див. розділ 8). Таким чином методика відповідає методу С для напруження вигину циліндричних зубчастих передач (див. ISO 6336-3).

Для конічних передач з криволінійними зубцями з високим коефіцієнтом осьового перекриття (e_vp > 1) середню точку в зоні контакту вважають критичною точкою прикладення навантаження. Для середнього коефіцієнта ОСЬОВОГО перекриття (0 < £_vp < 1) є інтерполяція.

Поломка зуба взагалі означає кінець терміну служби передачі. Часто буває, що всі зубці передачі виходять з ладу внаслідок поломки одного зуба. Коефіцієнт безпеки S_F проти поломки зуба вищий від коефіцієнта безпеки проти пошкодження внаслідок пітінгу і тому взагалі повинен бути переважним (див. ISO 10300-1).ДСТУ ISO 10300-3:2008

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

РОЗРАХОВУВАННЯ НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ЗДАТНОСТІ
КОНІЧНИХ ПЕРЕДАЧ

Частина 3. Розраховування міцності зубців при вигині

РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ

КОНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

Часть 3. Расчет прочности зубьев при изгибе

CALCULATION OF LOAD CAPACITY
OF BEVEL GEAR

Part3. Calculation of tooth root strength

Чинний від 2007-10-01

1. СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт установлює основні формули для використання в розраховуванні напружень за ви­гину прямозубих і косозубих (тангенціальних), з нульовим кутом нахилу кругових зубців із криволіній­ними зубцями конічних передач з мінімальною товщиною ободу під ніжкою зуба > 3,5 т_тп. Враховано всі впливи навантаження на напруження зуба, оскільки вони є результатом навантаження, що пере­дається зачепленням і можуть бути оцінені кількісно. (Напруження, такі як ті, що спричинені помад­женими в гарячому стані ободами зубчастими коліс, які накладаються на напруження внаслідок на­вантаження зубців, повинні бути враховані під час розраховування напруження вигину u_F або ДОПУСТИМОГО напруження ВИГИНУ Орр).

Формули в цьому стандарті чинні для конічних передач з зубцями з коефіцієнтом торцевого перекриття s_va < 2, якщо результати чинні в межах діапазону застосовуваних коефіцієнтів, наведених у ISO 10300-1 і ISO 6336-3.

Цей стандарт не застосовується до рівнів напруження, більших допустимих для 10³ циклів, ос­кільки напруження в тому діапазоні можуть перевищити межу пружності зуба передачі.

ЗАСТОРОГА! Користувача застерігають, що коли методи застосовуються для великих кутів спіралі і зачеплення і для великої ширини зубчастого вінця b > 10 т_тп, то обчислені результа­ти згідно з ISO 10300 повинні бути підтверджені досвідом.

2. НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

Наведені нижче нормативні документи містять положення, які через посилання в цьому тексті становлять положення цього стандарту. У разі датованих посилань пізніші зміни до будь-якого з цих видань або перегляд їх не застосовують. Однак учасникам угод, базованих на цьому стандарті, реко­мендовано застосовувати найостанніші видання нормативних документів, поданих нижче. У разі не- датованих посилань застосовують останні видання наведених документів. Члени ISO та ІЕС впоряд­ковують каталоги чинних міжнародних стандартів.

Видання офіційне

ISO 53:1998 Cylindrical gears for general and heavy engineering — Standard’basic rack tooth profile

ISO 1122-1:1998 Vocabulary of gear terms — Part 1: Definitions related to geometry

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

ISO 6336-5 Calculation of load capacity of spur and helical gears — Part 5: Strength and quality of materials

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

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

НАЦІОНАЛЬНЕ ПОЯСНЕННЯ

ISO 53:1998 Передачі зубчасті циліндричні для загального і важкого машинобудування. Вихід­ний контур

ISO 1122-1:1998 Словник термінів з зубчастих передач. Частина 1. Геометричні визначення

ISO 6336-3 Розраховування навантажувальної здатності циліндричних прямозубих і косозубих передач. Частина 3. Розраховування міцності зубців при вигині

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

ISO 10300-1:2001 Розраховування навантажувальної здатності конічних передач. Частина 1.

Вступна частина і загальні коефіцієнти впливу

ISO 10300-2:2001 Розраховування навантажувальної здатності конічних передач. Частина 2. Розраховування на міцність активної поверхні зубців.

З ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ

Для цілей цього стандарту застосовуються геометричні терміни передач, що наведені в ISO 53 і ISO 1122-1, і наступний термін і визначення.

3.1 міцність випину зуба (tooth bending strength)

Навантажувальна здатність, визначена на основі допустимого напруження вигину.

4 ПОЗНАКИ І СКОРОЧЕНІ ТЕРМІНИ

Для цілей цього стандарту застосовуються познаки і скорочені терміни, що наведені в таблиці 1 ISO 10300-1:2000 і наступні скорочені терміни.

Таблиця 1 — Скорочені терміни

6 ПОЛОМКА ЗУБА S КОЕФІЦІЄНТИ БЕЗПЕКИ

Поломка зуба зазвичай припиняє термін служби передачі. Інколи руйнування всіх зубчастих коліс в передачі є наслідком поломки одного зуба, в той самий час в деяких випадках тільки порушується хід передачі між вхідним і вихідним валами.

Через це вибрана величина коефіцієнта безпеки S_F проти поломки зуба повинна бути більшою від квадрата коефіцієнта безпеки S_H проти пітінгу (див. ISO 10300-1 щодо загальних коментарів відносно вибору коефіцієнта безпеки).

Величина мінімального коефіцієнта безпеки для напруження вигину S_{F min} повинна бути > 1,3 для конічних передач з криволінійними зубцями. Для прямозубих конічних передач, або коли р_т < 5°, S_Fтіп повинен бути >1,5. Рекомендовано, щоб виробник і замовник узгодили величину мінімального коефі­цієнта безпеки.