В табл. 3—5 и на черт. 1 приведены значения промежуточных коэффициентов.
Таблица 1
Рекомендуемые значения допускаемых наибольших давлений
Термическая обработка и средняя твердость поверхности |
|||||
Без обработки HRC 20 (НВ 218) |
Улучшение HRC 28 (НВ 270) |
Закалка |
Цементация и закалка или азотирование HRC 60 |
||
HRC 40 |
HRC 45 |
HRC 52 |
|||
Наибольшее допускаемое давление [<т]усл* МПа (кгс/мм2) |
|||||
95 (9,5) |
ПО (П,0) |
135 (13,5) |
170 (17,0) |
185 (18,5) |
205 20,5) |
* При работе с частыми реверсами рекомендуется снижать на 20—25%
.Значения [<т]изн для соединения вала с прямозубым зубчатым колесом при постоянном режиме нагружения, N = 10’ и средних условиях работы (Лдолг=1); (■Кр=1) И (Дкр=1)
Таблица 2
Соотношения размеров |
Термическая обработка и средняя твердость |
||||||
Без обработки HRC 20 (НВ 218) |
Улучше- ние HRC 28 (НВ 270) |
Закалка |
Цементация и закалка или азотирование НкС 60 |
||||
HRC 40 |
HRC 45 |
HRC 52 |
|||||
Среднее допускаемое давление [®1иэн, МПа (кгс/мм2) |
|||||||
<^ср —=0,35 |
e/Z=O e/Z=0,25 e/Z=0,5 |
73 (7,3) 52 (5,2) 38 (3,8) |
85 (8,5) 60 (6,0) 45 (4,5) |
105 (10,5) 77 (7,7) 60 (6,0) |
130 (13,0) 97 (9,7) 75 (7,5) |
142 (14,2) 105 (10,5) 80 (8,0) |
158 (15,8) 117 (П,7) 90 (9,0) |
^ср — -0,5 |
e/Z=O <?/Z—0,25 e/Z=0,5 |
47 (4,7) 32 (3,2) 22 (2,2) |
55 (5,5) 37 (3,7) 26 (2,6) |
67 (6,7) 47 (4,7) 34 (3,4) |
85 (8,5) 60 (6,0) 42 (4,2) |
92 (9,2) 66 (6,6) 45 (4,5) |
100 (10,0) 72 (7,2) 50 (5,0) |
Таблица 3
Значение коэффициента Ккр для соединений по ГОСТ 1139—58
Наружный диаметр вала |
Отношение 11D |
||||||||||||
1,0 |
1,5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
|||||||||
Серия |
о |
Коэффициент концентрации нагрузки Ккр |
|||||||||||
1 |
2 |
I |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
||||
Легкая |
До 26 30—50 58—120 |
1,3 1,5 1,8 |
1,1 1,2 1,3 |
1,7 2,0 2,6 |
1,2 1,3 1,4 |
2,2 2,6 3,4 |
1,4 1,5 1,7 |
2,6 з,з 4,2 |
1,5 1,8 2,0 |
3,2 3,9 5,1 |
1,7 1,9 2,2 |
Продолжение табл. 3
Наружный диаметр вала |
Отношение HD |
|||||||||||||
1,0 |
1.5 |
2,0 |
2,5 |
3,0 |
||||||||||
Серия |
D |
Коэффициент концентрации нагрузки Ккр |
||||||||||||
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
|||||
Средняя |
До 19 20—30 32—50 54—112 Св. 112 |
1,6 1,7 1,9 2,4 2,8 |
1,2 1,2 1,3 1,4 1,5 |
2,1 2,3 2,8 3,5 4,1 |
1,3 1,4 1,5 1,7 1,9 |
2,8 3,0 3,7 4,8 5,5 |
1,5 1,6 1,8 2,1 2,5 |
3,5 3,8 4,6 5,8 6,8 |
1,7 1,9 2,1 2,4 2,7 |
4,1 4,5 5,5 7,0 8,2 |
1,9 2,1 2,3 2,8 3,1 |
|||
Тяжелая |
До 23 23—32 35—65 72—102 Св. 102 |
2,0 2,4 2,7 2,9 3,1 |
1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 |
3,0 3,5 4,1 4,3 4,7 |
1,6 1,8 1,9 2,0 2,1 |
4,0 4,7 5,3 5,6 6,2 |
1,9 2,1 2,2 2,4 2,5 |
5,0 5,7 6,8 7,0 7,8 |
2,2 2,4 2,7 2,8 3,0 |
6,0 7,0 8,0 8,5 9,3 |
2,5 2,8 3,1 3,3 3,5 |
Примечание. Коэффициент Ккр приведен для двух случаев:
До приработки (для расчета на смятие).
После приработки для соединений, работающих с переменным режимом. Для соединений, работающих с постоянным режимом, после приработки Ккр=1.
Таблица 4
Коэффициенты неравномерности распределения нагрузки между зубьями
Коэффициенты |
|
||||||||||
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
0,55 |
0,60 |
0,65 |
0,70 |
0,75 |
||
Кз |
1,6 |
1,7 |
1,8 |
1,9 |
2,0 |
2,1 |
2,2 |
2,4 |
2,7 |
3,0 |
|
|
1,1 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,9 |
2,2 |
2,5 |
з,о |
3,7 |
4,5 |
Таблица 5
Коэффициент переменности нагрузки
Переменность нагружения |
Коэффициент переменности нагрузки |
|||
Характеристика режима |
Распределение |
|||
Постоянный |
Работа с постоянной нагрузкой |
— |
1,0 |
|
Тяжелый |
Работа большую часть времени с высокими нагрузками |
Бета-распределение* |
0,77 |
|
Среднеравновероятный |
Одинаковое время работы со всеми значениями нагрузки |
Равновероятное распределение |
0,63 |
|
Средненормальный |
Работа большую часть времени со средними нагрузками |
Нормальное распределение |
0,57 |
|
Легкий |
Работа большую часть времени с малыми нагрузками |
Гамма-распределение** |
0,43 |
Максимум плотности вероятности при нагрузке 0,75 от наибольшей рас* четной.
* То же, при 0,3 от наибольшей расчетной нагрузки.
Значения коэффициента концентрации давлений
от относительного смещения нагрузки
Пример расчета
Провести проверочный расчет соединения по ГОСТ 1139—58 с номинальными размерами 8X36X42 при следующих расчетных условиях:
Тк=230 Н-м (23 кгс-м); пвр = 1360 (мин-1); /=10000 ч.
Материал рабочих поверхностей — Ст. 40Х, термообработка—улучшение HRC 28; смазка средняя, нагрузка переменная, большую часть времени машина работает со средними нагрузками.
На валу 1 насажено (черт. 2) прямозубое подвижное зубчатое колесо 2 с размерами aw=75 мм; 7=54 мм; е=17 мм и косозубое зубчатое колесо 3 с размерами dw=61,3 мм; /=45 мм; е=10 мм и углом наклона зубьев 0=12°, закрепленное на валу жестко.
По табл. 2 определяем SF=343 мм3/мм, dcp=39 мм. Среднее давление по формуле (1):
для соединения 2
о = = 230'1000 12 4 Мпа (1,24 кгс/мм3);
Sj. I 343-54 ’ v '
і для соединения 3
В
Вычисление коэффициентов концентрации
ычисляем соотношения размеров:д
~= 1,29; е = — = = 0,315;
42 I 54
ля соединения 2 ID
для соединения 3
I 45
= 1.07;
D 42
е= — + ft cos %, = — + °-3.-31.-3.. о,213- 0,937 = 0,36.
I I 45 45
По п. 1 табл. 4: для соединения 2
dTOcosaw 75-0,94
для соединения 3
dw cos aa. 61,3-0,937 '
Значения коэффициентов концентрации (табл. 3 й 4 приложения, график черт. 1 приложения и п. 3 табл. 4):
для соединения 2
tfKp=l,4; Ке=1,64; К3=2,1; <=2,2; Кпр=Ккр+Ке—1=2,04 для соединения 3
Ккр=1,3; Ке=1,88; Кз=2,6; <-3,4; Кпр=/(е=1,88.
Общие коэффициенты концентрации нагрузки (пп. 7 и 8 табл. I):
для соединения 2
КсМ=К3КпрКп=2,1-2,04-1=4,3;
Кизн = <Кпр=2,2-2,04=4,5,
для соединения 3
Ксм=КзКпрКп=2,6-1,88-1=4,9;
Кизн = <Кпр=3,4-1,88=6,4.
Расчет на смятие
Принимаем От=55 МПа (5,5 кгс/мм2); п= 1,25; Кд=2.
По формуле (1)
д
г 1рт
1ст]см — „ „ —
лЛсмЛд
для соединения 3
г , От
[о]см— „ „ —
ля соединения 2Г~25-4 3-2 = 51 МПа(5,1 кгс/мм2);
Ї 94 л о о 45 МПа <4>5 кгс/мм2)-
Расчет на износ
По п. 6 табл. 6 и черт. 4 и табл. 5 приложения
W=60taBp=60- 10000-1360=8,2-108; Кц»2; Кн=0,57.
По п. 10 табл. 1
Кдолг=КнКц=0.57-2= 1,14.
По табл. 1 приложения [о]Усл = 110 МПа (11,0 кгс/мм2).
По пп. 3 и 4 табл. 6 и п. 11 табл. 11
для соединения 2
Кс=1; кос=1,25; Кр=1,25;
для соединения 3
Кс=1; Кос=1,0; Кр=1,0.
По формуле (3) для соединения 2
Гаіусл 110
МизН = —1 у -7Г= 4 5 1 14 I 95 =17>2 МПа С1-72 КГС/ММ5);
АизнАдолгАр 4,5-І, 14-1,25
для соединения 3
Іаіусл НО
[а]изн=- 17Л- = „4. ,4і 0=15,1 МПа (1,51 кгс/мм2).
АизнАдолгАр O,**l,l?*i,U
Условия работы без износа по формуле (8)
для соединения 2
0.3HRC 0,3-28
МПа <°’19 кгс'мм2>
для соединения 3
0.3HRC 0,3-28
уу =R4 0 57 1 6=2’3 МПа (°’23 КГС/ММ2)
АиЗН Ан Ар 0,4*0,57*1,0
Соединения 2 и 3 удовлетворяют условию прочности на смятие по формуле (1) и условию прочности на износ по формуле (3). Условие работы соединений без износа при неограниченно большом числе циклов не удовлетворяется.
Редактор А. В. Цыганкова
Технический редактор Н. П. Замолодчикова
Корректор В. Ф. Малютина
Сдано в Наб. 26.02.78 Подп. в печ. 28.06.78 1,5 п. л. 1,14 уч.-изд. л. Тар. 8000 Цена 5 коп.
Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов. Москва, Д-557, Новопресненский пер.. 3 Тип. «Московский печатник». Москва, Лялин пер.. 6. Зак. 485