ГОСТ 21425-75
Группа Г02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
СОЕДИНЕНИЯ ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ) ПРЯМОБОЧНЫЕ
Методы расчета нагрузочной способности
Straight-sided splines.
Load capacity calculation methods
Дата введения 1976-07-01
Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 26 декабря 1975 г. N 4044 срок действия установлен с 01.07.1976 г. до 01.07.1981 г.*
________________
* Ограничение срока действия снято постановлением Госстандарта России от 29.06.81 N 3165 (ИУС N 9, 1981 год). - Примечание "КОДЕКС".
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Май 1978 г.
Настоящий стандарт распространяется на прямобочные зубчатые (шлицевые) соединения валов с зубчатыми колесами, муфтами и другими деталями.
Стандарт не распространяется на зубчатые соединения валов со шкивами и паразитными шестернями и специальные зубчатые соединения, применяемые для компенсации перекоса или несоосности валов.
Стандарт устанавливает методы расчета соединений по критериям смятия и износа для определения нагрузочной способности.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Нагрузочная способность соединения определяется как меньшее из двух значений, полученных по расчету на смятие и на износ.
1.2. Расчет должен производиться на смятие и износ в соответствии с основными предельными состояниями зубчатых соединений - смятием и износом. Соединения типа муфт, нагруженные только крутящим моментом, на износ не рассчитываются. Для соединений, подверженных действию единичных за срок службы кратковременных перегрузок, зубья дополнительно проверяются на срез при этих перегрузках.
1.3. Расчет на смятие производится: для соединений с упрочненными рабочими поверхностями (закалка, цементация) для начального периода до приработки; для соединений, не имеющих упрочнения рабочих поверхностей или с улучшенными поверхностями, для периода после приработки. Последний учитывает снижение концентрации нагрузки после начальной приработки. Расчет на износ проводится для периода после приработки.
1.4. В случае, когда износ практически не допускается, должен производиться дополнительный расчет, учитывающий работу без износа при неограниченно большом числе циклов нагружения.
1.5. Для соединений в машинах, изготовляемых в массовом производстве, особо напряженных машинах или машинах, работающих в специфических условиях, при наличии специальных исследований или достаточного опыта эксплуатации, параметры расчета (допускаемые давления или коэффициенты запаса) могут быть выбраны на основе этих данных.
2. РАСЧЕТЫ
2.1. Расчет соединения на смятие следует производить по формулам:
, (1)
, (2)
или
, (3)
где
. (4)
2.2. Расчет соединения на износ следует производить по формулам:
(5)
или
, (6)
где
. (7)
Условие работы соединения без износа при неограниченно большом числе циклов нагружения
, (8)
где МПа ( кгс/мм) - для нетермообработанных зубьев (шлицев);
МПа ( кгс/мм) - для улучшенных;
МПа ( кгс/мм) - для закаленных и
МПа ( кгс/мм) - для цементированных з
убьев.
2.3. Исходные данные для определения величин, входящих в формулы (1)-(8), приведены в табл.1-6 и в указателе буквенных обозначений. Расчет малоответственных зубчатых соединений разрешается производить по средним допустимым напряжениям по табл.2 приложения.
Таблица 1
Расчетные формулы и указания
Наименование параметра | Обозна- | Расчетные формулы и указания |
1. Рабочая высота зубьев, мм | (см. черт.1) Для соединений по ГОСТ 1139-58 значения приведены в табл.2 | |
2. Средний диаметр зубчатого соединения, мм | Для соединений по ГОСТ 1139-58 значения приведены в табл.2 | |
3. Удельный суммарный статический момент площади рабочих поверхностей соединения относительно оси вала, мм/мм |
| |
4. Предел текучести материала зубьев (шлицев) меньшей твердости | Значения определяются по таблицам механических характеристик материалов в зависимости от термической обработки. Для материалов с поверхностным термическим или химико-термическим упрочнением под следует понимать предел текучести поверхностного слоя | |
5. Коэффициент запаса прочности при расчете на смятие | Выбираем равным 1,25-1,4; нижние значения для незакаленных рабочих поверхностей неответственных соединений, верхние - для закаленных рабочих поверхностей и более ответственных соединений | |
6. Допускаемое условное давление при базовом числе циклов и постоянном режиме работы, МПа (кгс/мм) | Рекомендуемые значения приведены в табл.1 приложения | |
7. Общий коэффициент концентрации нагрузки при расчете на смятие | ||
8. Общий коэффициент концентрации нагрузки при расчете на износ | ||
9. Коэффициент динамичности нагрузки | При систематической знакопеременной нагрузке (реверсирование без ударов) 2 - при частом реверсировании, 2,5 - при расчете на смятие соединений с незакаленными рабочими поверхностями под действием редких эпизодических пиковых нагрузок, в расчет вводится уменьшенный динамический момент* | |
10. Коэффициент долговечности | ||
11. Коэффициент условий работы |
________________
* В связи с тем, что материал упрочняется, а ползучесть не успевает проявляться.
Таблица 2
Геометрические характеристики соединений по ГОСТ 1139-58
Серия | Номинальный размер соединения | Расчетные размеры, мм | , мм/мм | |
( и в мм) | ||||
Легкая | 6х23х26 | 24,5 | 0,9 | 66 |
6х26х30 | 28,5 | 1,4 | 118 | |
6х28х32 | 30,0 | 1,4 | 126 | |
8х32х36 | 34,0 | 1,2 | 163 | |
8х36х40 | 38,0 | 1,2 | 182 | |
8х42х46 | 44,0 | 1,2 | 211 | |
8х46х50 | 48,0 | 1,2 | 230 | |
8х52х58 | 55,0 | 2,0 | 440 | |
8х56х62 | 59,0 | 2,0 | 472 | |
8х62х68 | 65,0 | 2,0 | 520 | |
10х72х78 | 75,0 | 2,0 | 750 | |
10х82х88 | 85,0 | 2,0 | 850 | |
10х92х98 | 95,0 | 2,0 | 950 | |
10х102х108 | 105,0 | 2,0 | 1050 | |
10х112х120 | 116,0 | 3,0 | 1740 | |
Средняя | 6х11х14 | 12,5 | 0,9 | 34 |
6х13х16 | 14,5 | 0,9 | 39 | |
6х16х20 | 18,0 | 1,4 | 76 | |
6х18х22 | 20,0 | 1,4 | 84 | |
6х21х25 | 23,0 | 1,4 | 97 | |
6х23х28 | 25,5 | 1,9 | 145 | |
6х26х32 | 29,0 | 2,2 | 191 | |
6х28х34 | 31,0 | 2,2 | 205 | |
8х32х38 | 35,0 | 2,2 | 308 | |
8х36х42 | 39,0 | 2,2 | 343 | |
8х42х48 | 45,0 | 2,2 | 396 | |
8х46х54 | 50,0 | 3,0 | 600 | |
8х52х60 | 56,0 | 3,0 | 672 | |
8х56х65 | 61,0 | 3,5 | 854 | |
8х62х72 | 67,0 | 4,0 | 1072 | |
10х72х82 | 77,0 | 4,0 | 1540 | |
10х82х92 | 87,0 | 4,0 | 1740 | |
10х92х102 | 97,0 | 4,0 | 1940 | |
10х102х112 | 107 | 4,0 | 2140 | |
10х112х125 | 119 | 5,5 | 3260 | |
Тяжелая | 10х16х20 | 18,0 | 1,4 | 126 |
10х18х23 | 20,5 | 1,9 | 195 | |
10х21х26 | 23,5 | 1,9 | 223 | |
10х23х29 | 26,0 | 2,4 | 312 | |
10х26х32 | 29,0 | 2,2 | 319 | |
10х28х35 | 31,5 | 2,7 | 426 | |
10х32х40 | 36,0 | 3,2 | 576 | |
10х36х45 | 40,5 | 3,7 | 749 | |
10х42х52 | 47,0 | 4,2 | 978 | |
10х46х56 | 51,0 | 4,0 | 1020 | |
16х52х60 | 56,0 | 3,0 | 1340 | |
16х56х65 | 60,5 | 3,5 | 1690 | |
16х62х72 | 67,0 | 4,0 | 2140 | |
16х72х82 | 77,0 | 4,0 | 2460 | |
20х82х92 | 87,0 | 4,0 | 3480 | |
20х92х102 | 97,0 | 4,0 | 3880 | |
20х102х115 | 109 | 5,5 | 5970 | |
20х112х125 | 119 | 5,5 | 6520 |
Таблица 3
Значения коэффициентов концентрации нагрузок для соединений,
нагруженных только крутящим моментом
Наименование параметра | Обозна- | Расчетные формулы и указания |
1. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями | =1 | |
2. Коэффициент, учитывающий влияние неравномерности нагружения зубьев на износ и различное скольжение на рабочих поверхностях при вращении вала | =1 | |
3. Коэффициент продольной концентрации нагрузки (по длине соединения) | ||
4. Коэффициент концентрации нагрузки от закручивания вала | Рекомендуемые значения для соединений по ГОСТ 1139-58 приведены в таблице 3 приложения | |
5. Коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки в связи с погрешностями изготовления | До приработки при высокой точности изготовления (погрешности шага зубьев и непараллельность их осям вала и ступицы менее 0,02 мм). |
Таблица 4
Значения коэффициентов концентрации нагрузки для соединений валов
с цилиндрическими зубчатыми колесами
Наименование коэффициентов | Обозна- | Расчетные формулы и указания |
1. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями | Значения и приведены в табл.4 приложения в зависимости от параметра | |
2. Коэффициент, учитывающий влияние неравномерности нагружения зубьев на износ и различное скольжение на рабочих поверхностях при вращении вала | ||
3. Коэффициент продольной концентрации нагрузки (по длине соединения) | При расположении зубчатого венца со стороны закручиваемого участка вала (подводе и снятии крутящего момента с одной стороны ступицы, черт.2а) . При расположении зубчатого венца со стороны незакручиваемого участка вала (подводе и снятии крутящего момента с разных сторон ступицы, черт.2б) выбирается равным большему из значений и | |
4. Коэффициент концентрации нагрузки от закручивания вала | Рекомендуемые значения для соединений по ГОСТ 1139-58 приведены в табл.3 приложения | |
5. Коэффициент концентрации в связи со смещением нагрузки, от середины длины ступицы | Рекомендуется определять по графику черт.1 приложения в зависимости от параметров и ; для соединений цилиндрического прямозубого колеса с валом (см. черт.3); для соединения косозубого колеса с валом . Знак "плюс" при действии в одном направлении моментов от радиальной и осевой сил на зубчатом колесе относительно точки оси вала, лежащей на середине длины ступицы, "минус" - в разном | |
6. Коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки в связи с погрешностями изготовления | См. табл.3 |
Таблицa 5
Формулы для вычисления коэффициентов нагрузки в общем случае нагружения соединения
Наименование коэффициента | Обозна- | Расчетные формулы и указания |
1. Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями | Значения и приведены в табл.4 приложения в зависимости от параметра (см. черт.3); | |
2. Коэффициент, учитывающий влияние неравномерности нагружения зубьев на износ и различное скольжение на рабочих поверхностях при вращении вала | ||
3. Коэффициент продольной концентрации нагрузки (по длине соединения) | При подводе и снятии крутящего момента с одной стороны ступицы (черт.2а) , при подводе и снятии крутящего момента с разных сторон ступицы (черт.3б) выбирается равным большему из значений и | |
4. Коэффициент, учитывающий снижение концентрации нагрузки вследствие приработки | При расчете на смятие соединений до приработки =1; после приработки (при расчете на смятие и износ); для соединений, работающих с постоянным режимом нагружения =0; для соединений с переменным режимом среднее значение =0,3 | |
5. Коэффициент концентрации нагрузки от закручивания вала | ; ; Для соединений по ГОСТ 1139-58 значения приведены в табл.3 приложения | |
6. Коэффициент концентрации нагрузки в связи со смещением нагрузки от средней плоскости ступицы | Рекомендуется определять по графику черт.1 приложения в зависимости от параметров и Знак "плюс" при действии в одном направлении обеих составляющих момента относительно точки оси вала, лежащей на середине длины ступицы, "минус" - в равном (см. черт.3) | |
7. Коэффициент, учитывающий концентрацию нагрузки в связи с погрешностями изготовления | См. табл.3 |
Таблица 6
Значения коэффициентов для расчета на износ
Наименование коэффициента | Обозна- | Расчетные формулы и указания |
1. Коэффициент переменности нагрузки | Теоретические значения для типовых законов нагружения приведены в табл.5. При наличии фактических кривых плотности распределения нагрузки по отдельным видам машин определяется исходя из них по формуле , где - число циклов работы соединения с нагрузкой при вращении в одну сторону | |
2. Коэффициент числа циклов | Значения для =10 и =3 приведены на графике черт.4 | |
3. Коэффициент, учитывающий условия смазки соединения | При обильной смазке без загрязнения =0,7; при средней смазке =1; при бедной смазке и работе с загрязнением =1,4 | |
4. Коэффициент, учитывающий условия осевого закрепления ступицы на валу и ее перемещение под нагрузкой | При жестком закреплении ступицы на валу =1,0, при закреплении, допускающем небольшие осевые смещения (например, с помощью вилок), =1,25; при осевых перемещениях под нагрузкой (например, в карданных передачах) =3 | |
5. Показатель степени зависимости износа от давления | Рекомендуется =3 впредь до накопления уточненных экспериментальных данных | |
6. Расчетное число циклов | Равно суммарному числу оборотов вала за общее время работы. Определяется: 1) по общему времени работы машины и средней частоте вращения в одну сторону по формуле ; 2) суммированием чисел циклов на каждой ступени скорости; 3) по общему пробегу машин |
Примечание. Формулы и значения коэффициентов получены из условия обеспечения постоянства работы трения на рабочих поверхностях при различных условиях работы.
Черт.1
Черт.2
Черт.3
Черт.4
УКАЗАТЕЛЬ БУКВЕННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Геометрические характеристики зубчатого (шлицевого) соединения
- внутренний диаметр ступицы, мм; | |
- наружный диаметр вала, мм; | |
- число зубьев (шлицев); | |
- номинальная высота фаски на зубьях вала, мм; | |
- номинальная высота фаски на зубьях ступицы, мм; | |
- рабочая длина соединения, мм; | |
- геометрическая характеристика крутильной жесткости, мм. |
Геометрические характеристики насаживаемого на вал зубчатого колеса
- диаметр начальной окружности (для конического колеса - средний диаметр), мм; | |
- смещения середины зубчатого венца относительно середины шлицевого участка ступицы, мм; | |
- угол зацепления передачи, градусы; | |
- угол наклона зубьев, градусы. |
Расчетные нагрузки и другие характеристики режима работы
- допускаемый расчетный крутящий момент (наибольший из длительно действующих моментов), Н·мм (кгс·мм); | |
- допускаемый наибольший крутящий момент, передаваемый соединением при повторяющихся пиковых нагрузках (например, при пусках), Н·мм (кгс·мм); | |
- расчетная длительно действующая сила, воспринимаемая соединением, Н (кгс); | |
- окружная сила в зубчатом зацеплении, Н (кгс); | |
- радиальная сила в зубчатом зацеплении, Н (кгс); | |
- осевая сила в зубчатом зацеплении (для косозубых и конических зубчатых колес), Н (кгс); | |
- условное базовое число циклов нагружения; | |
- расчетный срок службы передачи, ч; | |
- расчетная частота вращения, мин; | |
- удельная крутильная жесткость соединения |
Характеристики материалов
HRC | - твердость по шкале Роквелла поверхности зубьев меньшей твердости; |
НВ | - твердость по шкале Бринелля поверхности зубьев меньшей твердости; |
G | - модуль упругости материала вала при сдвиге, МПа (кгс/мм). |
Давления на зубьях [шлицах]
- среднее давление на рабочих поверхностях, МПа (кгс/мм); | |
- допускаемое среднее давление из расчета на смятие, МПа (кгс/мм); | |
- допускаемое наибольшее давление из условия работы без износа, МПа (кгс/мм); | |
- допускаемое среднее давление из расчета на износ, МПа (кгс/мм). |
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рекомендуемое
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ И ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ,
ВХОДЯЩИХ В ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Значения допускаемых наибольших давлений для расчета на износ при числе циклов 10 для типовых видов термической обработки приведены в табл.1. Для каждой термообработки приведены соответствующие им усредненные значения твердости поверхностей.
Допускаемые средние давления для расчета на износ соединений при постоянном режиме нагружения (=1), расчетном числе циклов 10, типичном для многих соединений (=1), средней смазки (=1) и жестком закреплении шестерни на шлицевом валу (=1) приведены в табл.2. Для постоянного режима нагружения концентрация нагрузки от закручивания вала полностью устраняется в процессе приработки (=1). Эти значения допускаемых давлений могут быть использованы как ориентировочные для расчета и при нескольких иных условиях работы.
В связи с тем, что размеры соединений часто определяются прочностью и жесткостью валов и конструктивными соображениями, фактические давления могут быть значительно ниже допускаемых.
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 | ||
HRC 40 | HRC 45 | HRC 52 | |||
Наибольшее допускаемое давление * МПа (кгс/мм) | |||||
95 (9,5) | 110 (11,0) | 135 (13,5) | 170 (17,0) | 185 (18,5) | 205 (20,5) |
* При работе с частыми реверсами рекомендуется снижать на 20-25%. |
Значения для соединения вала с прямозубым зубчатым колесом при постоянном режиме нагружения, =10 и средних условиях работы (=1); (=1) и (=1)
Таблица 2
Соотношения размеров | Термическая обработка и средняя твердость | ||||||
Без обработки HRC 20 | Улучшение HRC 28 | Закалка | Цементация | ||||
HRC 40 | HRC 45 | HRC 52 | |||||
Среднее допускаемое давление , МПа (кгс/мм) | |||||||
=0,35 | =0 | 73 (7,3) | 85 (8,5) | 105 (10,5) | 130 (13,0) | 142 (14,2) | 158 (15,8) |
=0,25 | 52 (5,2) | 60 (6,0) | 77 (7,7) | 97 (9,7) | 105 (10,5) | 117 (11,7) | |
=0,5 | 38 (3,8) | 45 (4,5) | 60 (6,0) | 75 (7,5) | 80 (8,0) | 90 (9,0) | |
=0,5 | =0 | 47 (4,7) | 55 (5,5) | 67 (6,7) | 85 (8,5) | 92 (9,2) | 100 (10,0) |
=0,25 | 32 (3,2) | 37 (3,7) | 47 (4,7) | 60 (6,0) | 66 (6,6) | 72 (7,2) | |
=0,5 | 22 (2,2) | 26 (2,6) | 34 (3,4) | 42 (4,2) | 45 (4,5) | 50 (5,0) |
Таблица 3
Значение коэффициента для соединений по ГОСТ 1139-58
Наружный диаметр вала | Отношение | ||||||||||
1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | |||||||
Серия | Коэффициент концентрации нагрузки | ||||||||||
1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | ||
Легкая | До 26 | 1,3 | 1,1 | 1,7 | 1,2 | 2,2 | 1,4 | 2,6 | 1,5 | 3,2 | 1,7 |
30-50 | 1,5 | 1,2 | 2,0 | 1,3 | 2,6 | 1,5 | 3,3 | 1,8 | 3,9 | 1,9 | |
58-120 | 1,8 | 1,3 | 2,6 | 1,4 | 3,4 | 1,7 | 4,2 | 2,0 | 5,1 | 2,2 | |
Средняя | До 19 | 1,6 | 1,2 | 2,1 | 1,3 | 2,8 | 1,5 | 3,5 | 1,7 | 4,1 | 1,9 |
20-30 | 1,7 | 1,2 | 2,3 | 1,4 | 3,0 | 1,6 | 3,8 | 1,9 | 4,5 | 2,1 | |
32-50 | 1,9 | 1,3 | 2,8 | 1,5 | 3,7 | 1,8 | 4,6 | 2,1 | 5,5 | 2,3 | |
54-112 | 2,4 | 1,4 | 3,5 | 1,7 | 4,8 | 2,1 | 5,8 | 2,4 | 7,0 | 2,8 | |
Св.112 | 2,8 | 1,5 | 4,1 | 1,9 | 5,5 | 2,5 | 6,8 | 2,7 | 8,2 | 3,1 | |
Тяжелая | До 23 | 2,0 | 1,3 | 3,0 | 1,6 | 4,0 | 1,9 | 5,0 | 2,2 | 6,0 | 2,5 |
23-32 | 2,4 | 1,4 | 3,5 | 1,8 | 4,7 | 2,1 | 5,7 | 2,4 | 7,0 | 2,8 | |
35-65 | 2,7 | 1,5 | 4,1 | 1,9 | 5,3 | 2,2 | 6,8 | 2,7 | 8,0 | 3,1 | |
72-102 | 2,9 | 1,6 | 4,3 | 2,0 | 5,6 | 2,4 | 7,0 | 2,8 | 8,5 | 3,3 | |
Св.102 | 3,1 | 1,7 | 4,7 | 2,1 | 6,2 | 2,5 | 7,8 | 3,0 | 9,3 | 3,5 |
Примечание. Коэффициент приведен для двух случаев:
1. До приработки (для расчета на смятие).
2. После приработки для соединений, работающих с переменным режимом. Для соединений, работающих с постоянным режимом, после приработки =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 | |
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 | 3,0 | 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 расчетной.
** То же, при 0,3 от наибольшей расчетной нагрузки.
Значения коэффициента концентрации давлений от относительного смещения нагрузки
Черт.1
Пример расчета*
________________
* Номера приведенных ниже формул соответствуют оригиналу. - Примечание "КОДЕКС".
Провести проверочный расчет соединения по ГОСТ 1139-58 с номинальными размерами 8х36х42 при следующих расчетных условиях:
=230 Н·м (23 кгс·м); =1360 (мин); =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 =75 мм; =54 мм; =17 мм и косозубое зубчатое колесо 3 с размерами =61,3 мм; =45 мм; =10 мм и углом наклона зубьев =12°, закрепленное на валу жестко.
По табл.2 определяем =343 мм/мм, =39 мм. Среднее давление по формуле (1):
для соединения 2
МПа (1,24 кгс/мм);
для соединения 3
МПа (1,49 кгс/мм);
Черт.2
Вычисление коэффициентов концентрации
Вычисляем соотношения размеров:
для соединения 2
; ;
для соединения 3
;
.
По п.1 табл.4:
для соединения 2
;
для соединения 3
.
Значения коэффициентов концентрации (табл.3 и 4 приложения, график черт.1 приложения и п.3 табл.4):
для соединения 2
=1,4; =1,64; =2,1; =2,2;
для соединения 3
=1,3; =1,88; =2,6; =3,4; .
Общие коэффициенты концентрации нагрузки (пп.7 и 8 табл.1):
для соединения 2
;
,
для соединения 3
;
.
Расчет на смятие
Принимаем =55 МПа (5,5 кгс/мм); =1,25; =2.
По формуле (1)
для соединения 2
МПа (5,1 кгс/мм);
для соединения 3
МПа (4,5 кгс/мм).
Расчет на износ
По п.6 табл.6 и черт.4 и табл.5 приложения
; ; =0,57.
По п.10 табл.1
.
По табл.1 приложения =110 МПа (11,0 кгс/мм).
По пп.3 и 4 табл.6 и п.11 табл.11
для соединения 2
=1; =1,25; =1,25;
для соединения 3
=1; =1,0; =1,0.
По формуле (3)
для соединения 2
МПа (1,72 кгс/мм);
для соединения 3
МПа (1,51 кгс/мм).
Условия работы без износа по формуле (8)
для соединения 2
МПа (0,19 кгс/мм);
для соединения 3
МПа (0,23 кгс/мм).
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.
Текст документа сверен по:
М.: Издательство стандартов, 1978