Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й ! С Т А Н Д А Р ТС О Ю З А С С Р

СОЕДИНЕНИЯ ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ) ПРЯМОБОЧНЫЕ

МЕТОДЫ РАСЧЕТА НАГРУЗОЧНОЙ СПОСОБНОСТИ

ГОСТ 21425-75

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СТАНДАРТОВ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР

М осква

экспертиза строительства

УДК 621.824.44.001.24 : 006.354 Группа Г02

Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т С О Ю З А С С Р

СОЕДИНЕНИЯ ЗУБЧАТЫЕ (ШЛИЦЕВЫЕ] ПРЯМОБОЧНЫЕ

Методы расчета нагрузочной способности

Straight-sided splines.Load capacity calculation methods

ГОСТ21425— 75

Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 26 декабря 1975 г. № 4044 срок действия установлен

с 01.07.1976 г. до 01.07.1981 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 несоос- ности 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

здание официальное Перепечатка воспрещенаПереиздание. Май 1978 г.

©Издательство стандартов, 1978

Стр. 2 ГОСТ 21425-75

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 соединении 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, ра о- тающих 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 фор мулам:

Г,S

1см>

ИЛИ

>F‘

[C ]= S W Н - .О гр S Ж? I

[Гши] - - п К

где Мсм =

(1)

(2)

(3)

(4)

2.2. Расчет соединения на износ следует производить по формулам:

или

а — - sFi<1о,изн(5)

ЦкЬ~Sf 1 [s]h3H5 (6)

оТ [о]з’сл (7)а1изн Сизн КлоПтКргде

ГОСТ 21425—75 Стр. 3

Условие работы соединения без износа при неограниченно большом числе циклов нагружения

о <Н б .и .

К изн

где Об.и.=0,028НВ МПа (0.0028НВ кгс/мм2) — для нетермообра- ботанных зубьев (шлицев);

сГб.и. = 0,032НВ МПа (0,0032НВ кгс/мм2) — для улучшенных; [ct]6.h. = 0,3HRC МПа (0,03BRC кгс/мм2) — для закаленных и [ct]6.h. = 0,4HRC МПа (0,04BRC кгс/мм2) — для цементирован­

ных зубьев.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 Мизн по табл. 2 приложения.

Расч

етны

е ф

орм

улы

и у

каза

ния

Стр. 4 ГОСТ 21425—75

ЯЯXп

VOЯН

2*=:>хsао•&<У3хн(I)о*о03а

кк32О)яяясо00юIО)со

S ч—<о

на,а>я

CN

НОо(—Igd« с;X VOя я а я я КСо 1« 5w *=( 5 а> *5, я

я

я

а;XXауейКпоУОО

я&4J2ейасосоXXСОлоX<У2X«оД

я<ияю>»сояноо3яяXXоюя

Он

00юIазсо

43+Q «S3о

а.и43

U оао *£ К VO я>я нX “О) ь-нЯ Я К Я* »а> ч.о Siо 03

Як & § =

*=* §

о.и43

22XXяй>яяооооUоняяVOяОннаSяЯ

9Яяя<L>ОнUС4

N

00ЮО)со

НООUоя

^ *Я . Кси Яи а>' я я

<си о

3

со я . я езt<\oя&. Ьсо яК _ я я я я а а> я е* я я

со яяа,я

со

»я я я о а я я н2 555 5 с;

и>5 §Я X Я О н„ Он <v*zя яs gS СJ>> х ° К я>я озх2 Я 03яча>>>

S SоS 2озя яя

Он О

со

й у я Si сяg со шщ « sVO к Я g Чн 1ч:о 2 с s яОн Я _ 0) £ к (н н у я о2 я*=: X ю о g °c js «S4 Он о3 а я о о

я 2ь аз Яto О.Яя JSя X Оня У

X ь z ; Я ,^ Я t я 3 о я а)со 2 я 5 нК О

' я Я н 2 яЯ к *Г и« к я S яXяч я2 я яо

а яг? чЯ* о

оUо я нО Оу с* к

Я 2 &2 ~Ону SН CD

о

я s<у н= ё§ £Онo s >» н

*=3а)к*а>о,я

нЪ

CQООЮР-»яяяяОна>ня

р ёё gу Он

я SО)^ »я_ <V5 зк( ЙQJ ЯОнУС s

аоЯ

я н 5 gй а ^ tЯ О , °к S о® О с й

«» 2 о ^ о я ю7 В & «J) I « ’S2*s V-SVO ЭЯ о _ я £ яS Он к х3 У Он я х 5 а> я 3 S »« * 3 Sй ! о с у о х§ Я 5 *я2.S X © яf i l l s'я м £ °* s^ „ S х ^g « S е>‘-а S-н Я Ок( о Я осо

онаяояОн

яОняяноояяоОнсяоясяяняа>яЯя

-©* -о а>3 К* S . о ю яя

ГОСТ 21425— 75 Стр. 5

♦ оС5Ь«CU

5£О

■ ооС5,

я

3яCD*tCDЯИ»—

к Оня Ся03СО ч03Я>>

о>> ОнЯ JD с

ь гОн - со3с: я с

!<>i со ||S яCD ISоо’в' cd

Яи2 из

н

0>3я

со Я Я-. >ннCD д

!<f-ая 3 2 53 §CD QD О03 >» «=гО

я 5н CD с

я . а> с;Dh vo

cdн

CD4+я fctCD CD 2 оЯ у*л CD со03ЯСО ОО>оО

6 3*1со со

со е* >> >>я о Он ОнVO VQ С—. с—

Я «3 яи-» f i .ниОн

Я IT]

С ф я яS

а> яяя яи- Д СО я

cd&CDS<dаcd

я ^Я QD <К Онm S я о < я

я я

ОнняCDЯЯоя

ОнняCDЯЯоя

С CD оQDКЯcdОО

2 нЯ ОЯ о с яCD н

£ 2 Я ЧЧ О С—|5 К S

нЯ CD CD О5 яЯ яЯ я 0 я яCD

оg о о

*& •&. _2Яcd ? s •0" дX ^ Я -—' S CD 2 °GD К « X н я н

о д 5% QD CDCD « g 8S S>> 2 CD S ^ Я де ^ u

иц_ яЯ С1- О яо a

3 ^° яо £ .са

cd S C. я

С"-. с

00 _S s :

я .яя я

я ф я. О, Н *г« > » Я CD ^ ЕнСО

sr 5 S о Z *=t Я о оО, 00Ct3 ЯяОн Яп S

3 я я

=Я CSJ§ вя «

8 * 1CD ^

О ^ Я Он0 яS й g5 «8^ я

0>

*3*<

ЯсоР>>Онf-HякЯноо

cdяЯя

НЭ4*©■*CDо

О)

соа>оэЯ

О Я оО)я ян _я оS а> н о яCD

<Ц а>Он

SО)яано>ЯCD«=С

и CD ЯЯ >яя я

а) сз д .д со си 5Я о Я Оc j Оч Я ^

Я е*w CD CD Яр , Оч о *gg п ° кD > VCD Я

~ £ S►5* нLh о

CD Я ЯЯ я я

Он ян

ч- Я

ь о о я

_ XОнCD CDя о я

яяCDS>»яCDНЯ*=*ОяянS *£ Xа .«*АЯ о . S

я ^ о э~я Я>» яОн CDО CDя ггЯ 5S

к £ 3 я я яО fctяя »як 5X ч-я 53S 3

и*<

U•ч о ч

*<

—с*ч

янCDояяCDяоо«=:о

няCDяяя

•&CDо

ио*<о

Он5<

яно

ояОн

яяо*3CD>>Е-яCDяяя

•в*€НCDо

яCDяе*яяV4оОнснCDяяо—НCD>>CDяянаCDя>>соокя

оОня>>

с?яяОнCDняч

00яяCDCQ

2 Зак. 485

Стр. 6 ГОСТ 21425— 75

Таблица 2

Геометрические характеристики соединений по ГОСТ 1139—58

СерияНоминальный размер

соединения Расчетные размеры, мм S f 9 мм3/мм

z X d x D (d и D в мм) rfcp 1 h 1 .........

Легкая

6X23X266x26x306X28X328X32X368X36X408X42X468X46X508x52x588x56x628X62X68

10x72X7810X82X8810X92X9810X102X10810X112X120

24.528.530.034.038.044.048.055.059.065.075.085.095.0

105.0116.0

0,91.41.4 1,2 1,2 1,2 1,2

'2,02,02,02,02,02,02,03,0

66118126163182211230440472520750850950

10501740

6ХПХ14 12,5 0,9 346X13X16 14,5 0,9 396X16X20 18,0 1,4 766x18X22 20,0 1,4 846x21X25 23,0 1,4 976x23x28 25,5 1,9 1456x26x32 29,0 2,2 1916X28X34 31,0 2,2 205-8X32X38 35,0 2,2 . 308

Средняя 8X36X428X42X48

39.045.0

2,22,2

343396

8x46x54 50,0 3,0 6008x52X60 56,0 3,0 6728X56x65 61,0 3,5 8548X62X72 67,0 4,0 1072

10X72X82 77,0 4,0 154010X82X92 87,0 4,0 174010x92x102 97,0 4,0 194010X102X112 107 4,0 214010X112X125 119 5,5 3260

ГОСТ 21425—75 Стр. 7

Продолжение табл. 2

СерияНоминальный размер

соединения Расчетные размеры, ммS ^ , мм3/мм

z X d x D (d и D в мм) ^ср h

10x16X20 18,0 1,4 12610x18x23 20,5 1,9 19510x21X26 23,5 1,9 22310x23x29 26,0 2,4 31210x26x32 29,0 2,2 31910x28x35 31,5 2,7 42610X32X40 36,0 3,2 57610X36X45 40,5 3,7 749

10X42x52 47,0 4,2 978Тяжелая 10x46x56 51,0 4,0 1020

16X52X60 56,0 3,0 134016x56x65 60,5 3,5 169016X62X72 67,0 4,0 214016X72X82 77,0 4,0 246020x82X92 87,0 4,0 348020Х92ХЮ2 97,0 4,0 388020ХЮ2ХН5 109 5,5 597020X112X125 119 5,5 6520

Знач

ения

ко

эфф

ицие

нтов

кон

цент

раци

и на

груз

ок д

ля с

оеди

нени

й,

нагр

ужен

ных

толь

ко к

рутя

щим

мом

енто

м

Стр. 8 ГОСТ 21425—75

соЛЯ22ЧУОян

як>»Яао•е<у233н<1>сгиЛЛ

со!<

со

фф

фа,сФяси

яноОжа.а я S | 2 « яs ®

я >»*<L)£

Н ЯО)Я5 я•©■* со

£ S й

^ яяяя

■ со !<

•* со

О Л п я я Я4О , CU *-ФИ яО) о Я оS *Я соЯ яярэ сз»яя32 О я > я со S3 н

XяноояXсиа>яоя

"~Чэ яяЯ Д

>, 5 -Sн >» я а*О) U

Я Ля яя•9* я■£& о §

* о.осч § о я

я«5яяяяяф3я04я

о.X!<

сип:<

а.с

ЯяЯЯЯя04няфяяоXЭЯ ^2 05 ы* ДЙ X 3 ф О д5 S2 <си фя о ф

Фн я2 я| 5

о-9« ссо ^о

со

яXя>>Оч

оД *| & ф е жЯ со 5*ф фЯ *

ч к VO Ч я К Нf t *X Ш я ф2 ^ я фж аф кя д4 ям оо«у1?Я I 5 ! СТ>Ф СО

Я<иН _1 Я SS O хI й X a o iа ^

Оч

яянояXя>.ОнияяяяяяОчняй>я

ня яФ с ;Я я Я ю я•©«к

§ 1^ н

сиX

К И

I I *1cq -Д с ОО Ч 2 £ь 2 2 Ло »=> t- *=зЯ cd ^ *т*s o .o .S s g ° S g

8Я В |д О Я я ф н аs »

Й ’S &а> я о в

§ g 5>> о

X §

о И Н я«Э U £0 Яs 3 v5 со Си ^ я Т-.я я

ии Q Я °

в *1н 3 я о 03 я о «X я

S а я « ио " g — н 03 0*0 | г<o.S й 2 5С Я ^ Ко « Л » SЧ яи5<§

Ф О ос; я н

си:

2я яя яя яси а>н С2я яфя Оня оо и.X яя, ,»х яя г

3 кно ►—»яоо

а я3 3н фсиж С—Р, сс

фня А*ф яя яя яя ф•w* а-Э4S ко х я^ >> . а.ю ь я я

Знач

ения

коэ

ффиц

иент

ов к

онце

нтра

ции

нагр

узки

для

сое

дине

ний

вало

в с

цили

ндри

ческ

ими

зубч

атым

и ко

леса

ми

ГОСТ 21425—75 Стр. 9

cd

№*5ОcdН

Наи

мено

вани

е па

раме

тра

Обо

знач

ение

Ра

счет

ные

фор

мулы

и у

каза

ния

Стр. 10 ГОСТ 21425—75

VOаh

О 1 w u S

• - О < h »\ о (Dо , >> ооS g

g' С к ^0 0 е*со

= н к-©ч <1)«S Я X «J о ^ о .^X О Н sО X X СХ ОС У Ф ч£ SJ ** &х о g дк s & 2 ое Н н ОШ о д^пзt=f о х ф3 ^ ^ ^ a s s си 5" и * II §

Д <0 & ЭЯ Р w Я Я fa

S ® О vo си С5 £ «в « 'н g s оа -Xф

ЯоXО)a

<S 2 а о £ 8 * о s К ч <и к я сс с; яСХ с? О ФС fc( X X

авСЛОCJ

СО.

ье

Xичзюо+1<хIIсо

<L) ° SX о ос

Л - S X X Он

сх«X °5 «S о 33 ооg о о к к X X *3 « ч О <в Ф

г а Sgя « § я о р И X о н о£ g фX 03 CJЙ я ф ^ >3 Ч X о я си XОнк н 5?* ° Оg « Й2 о у ч £ voе X >.¥ 2 Лх 2 03 х я х

$ я fc? я X х о

XЯ¥3XXX>>но3XX§фXXфсхффсо

=>хф3X* m <и я4 IX Лч р03CQ X

СО

чVOСЗня

и

1фяо

3s g

к о дФ з» gх §;Xg 32 х& Я

I s .3 фX оох н

X*

2 5 х я§ кез О)g-mя £Ф сх g X ft§ s

XsXнфоXэфсх н оX

*ХXаяXИ3нXX>>

я § Ф яX £5 X >* X &X

о я^ ф ^ X • X ю S

Й хМН СО Ф Ds5 яX Ф X-0- И

•©«о §

. о.СО н X X

ГОСТ 21425—75 Стр. 11

Стр. 12 ГОСТ 21425— 75

ГОСТ 21425—75 Стр. 13

Стр. 14 ГОСТ 21425—75

ноосзО.CZсэно►г-£онCJсркккSi<исо0>VOо

раоО>»со55

3К<иsr>>с Я нW 2

СЗО) X5 5g 5 *0* о о е;<*> о О Р>> X X

ГОСТ 21425— 75 Стр. 15

Черт. 1

Черт. 2

Стр. 16 ГОСТ 21425—75

Черт. 3

Черт. 4

ГОСТ 21425—75 Стр. 17

УКАЗАТЕЛЬ БУКВЕННЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

'Геометрические характеристики зубчатого (шлицевого) соединения

d — внутренний диаметр ступицы, мм;D — наружный диаметр вала, мм; z — число зубьев (шлицев);/ в — номинальная высота фаски на зубьях вала, мм; fc — номинальная высота фаски на зубьях ступицы, мм;I — рабочая длина соединения, мм;

. / к — геометрическая характеристика крутильной жесткости,

^Геометрические характеристики насаживаемого на вал зубчатого колеса

dw — диаметр начальной окружности (для конического коле-* са — средний диаметр), мм;

е — смещения середины зубчатого венца относительно се- редины шлицевого участка ступицы, мм;

aw — угол зацепления передачи, градусы;3 — угол наклона зубьев, градусы.

Расчетные нагрузки и другие характеристики режима работы

[Тк] — допускаемый расчетный крутящий момент (наиболь­ший из длительно действующих моментов), Н-мм (кгс-мм);

I^max] — допускаемый наибольший крутящий момент, переда­ваемый соединением при повторяющихся пиковых на­грузках (например, при пусках), Н-мм (кгс-мм);

р — расчетная длительно действующая сила, воспринимае­мая соединением, Н (кгс);

Fov — окружная сила в зубчатом зацеплении, Н (кгс);/?рад— радиальная сила в зубчатом зацеплении, Н (кгс); р ос — осевая сила в зубчатом зацеплении (для косозубых и

конических зубчатых колес), Н (кгс); дг0 — условное базовое число циклов нагружения;

t — расчетный срок службы передачи, ч; явр— расчетная частота вращения, мин-1;

С — удельная крутильная жесткость соединения

H.RC — твердость по шкале Роквелла поверхности зубьев мень­шей твердости;

НВ — твердость по шкале Бринелля поверхности зубьев мень­шей твердости;

мм4.

Характеристики материалов

Стр. 18 ГОСТ 21425— 75

G — модуль упругости материала вала при сдвиге, МПа (кгс/мм2).

Давления на зубьях (шлицах)

сг— среднее давление на рабочих поверхностях, МПа (кгс/мм2) ;

Мсм — допускаемое среднее давление из расчета на смятие,МПа (кгс/мм2);

Мби -допускаемое наибольшее давление без износа, МПа (кгс/мм2);

из условия работы

{<т]изн ~- допускаемое среднее давление из МПа (кгс/мм2).

расчета на износ,

ПРИЛОЖЕНИЕ Рекомендуемое

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ КОЭФФИЦИЕНТОВ И ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ,

ВХОДЯЩИХ В ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫЗначения допускаемых наибольших давлений для расчета на износ [<т]усл

при числе циклов ЙО8 для типовых видов термической обработки приведены в табл. 1. Для каждой термообработки приведены соответствующие им усреднен­ные значения твердости поверхностей.

Допускаемые средние давления [а]изн для расчета на износ соединений при постоянном режиме нагружения (/Си=1), расчетном числе циклов 10®, типичном для многих соединений (Лц=1), средней смазки (/Сс = 1) и жестком закреплении шестерни на шлицевом валу (/С о с = 1) приведены в табл. 2. Для постоянного режима нагружения концентрация нагрузки от закручивания вала полностью устраняется в процессе приработки ( К к Р = 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 ______

Без обра­ботки

HRC 20 (НВ 218)

Термическая обработка и средняя твердость поверхности

Улучшение HRC 28 (НВ 270)

Закалка Цементация и

HRC 40 HRC 45 HRC 52закалка или азотирование

HRC 60Наибольшее допускаемое давление [сг]уСл* МПа (кгс/мм2)

95 ПО 135 170 185 205(9,5) (11,0) (13,5) (17,0) (18,5) 20,5)* При работе с частыми реверсами рекомендуется снижать на 20—25%.

ГОСТ 21425—75 Стр. 19

Значения [0]иэн для соединения вала с прямозубым зубчатым колесом пр» постоянном режиме нагружения, N = 108 и средних условиях работы ( Д д о л г - 1 ) ; ( /С р = 1 ) И ( А к р — 1)

Т а б л и ц а 2

Соотношенияразмеров

Термическая обработка и средняя твердость

Без обра­ботки

HRC 20 (НВ 218)

Улучше-ние

HRC 28 (НВ 270)

Закалка Цемента­ция и за­калка или азотирова­ние HRC 60HRC 40 HRC 45 HRC 52

Среднее допускаемое давление!<*1иэн , МПа (кгс/мм2)

73 85 105 130 142 158

e jl = 0 ( 7 , 3 ) ( 8 , 5 ) ( Ю , 5 > ( 1 3 , 0 ) ( 1 4 , 2 ) ( 1 5 , 8 )

drv) 52 60 77 97 105 117

- - 0 , 3 5dm

e\l=0 , 2 5 ( 5 , 2 ) ( 6 , 0 ) ( 7 , 7 ) ( 9 , 7 ) ( 1 0 , 5 ) ( П , 7 )

38 45 60 75 80 90

< ? / / = 0 , 5 ( 3 , 8 ) ( 4 , 5 ) ( 6 , 0 ) ( 7 , 5 ) ( 8 , 0 ) ( 9 , 0 )

47 55 67 85 92 100<?// = 0

( 4 , 7 ) ( 5 , 5 ) ( 6 , 7 ) ( 8 , 5 ) ( 9 , 2 ) ( Ю , 0 >

32 37 47 60 66 72dcp— = 0 , 5

e l l= 0 , 2 5( 3 , 2 ) ( 3 , 7 ) ( 4 , 7 ) ( 6 , 0 ) ( 6 , 6 ) ( 7 , 2 )

dw 22 26 34 42 45 50e/ l= 0 , 5

( 2 , 2 ) ( 2 , 6 ) ( 3 , 4 ) ( 4 , 2 ) ( 4 , 5 ) ( 5 , 0 )

Т а б л и ц а 3

Значение коэффициента ККр для соединений по ГОСТ 1139 58Отношение HD

Наружный диаметр вала 1.0 1.5 2.0 2,5 3,0

• Коэффициент концентрации нагрузки К кр

Серия D1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

Д о 26 1 ,3 1,1 1 ,7 1 ,2 2 ,2 1 ,4 2 ,6 1 ,5 3 ,2 1 ,7Легкая 30— 50 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

Стр. 20 ГОСТ 21425—75

Продолжение табл. 3

Наружный диаметр вала

Отношение ЦО

1,0 1.5 2,0 2.5 3,0

Коэффициент концентрации нагрузки /Скр

Серия D 1 11 2 1 2 1 2 2 2

До 19 1,6 1,2 2,1 1,3 2,8 1,5 3,5 1,7 4,1 1,920--30 1,7 1,2 2,3 1,4 3,0 1,6 3,8 Г,9 4,5 2,1

Средняя 32--50 1,9 1,3 2,8 1,5 3,7 1,8 4,6 2,1 5,5 2,35 4 - 112 2,4 1,4 3,5 1,7 4,8 2,1 5,8 2,4 7,0 2,8Св. 112 2,8 1,5 4,1 1,9 5,5 2,5 6,8 2,7 8,2 3,1

До 23 2,0 1,3 з,о 1,6 4,0 1,9 5,0 2,2 6,0 2,523--32 2,4 1,4 3,5 1,8 4,7 2,1 5,7 2,4 7,0 2,8

Тяжелая 35--65 2,7 1,5 4,1 1,9 5,3 2,2 6,8 2,7 8,0 3,172— 102 2,9 1,6 4,3 2,0 5,6 2,4 7,0 2,8 8,5 з ,зСв. 102 3,1 1,7 4,7 2,1 6,2 2,5 7,8 3,0 9,3 3,5

П р и м е ч а н и е . Коэффициент Ккр 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 Ккр—\-

Т а б л и ц а 4

Коэффициенты неравномерности распределения нагрузки между зубьями

Коэффициенты0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

Кг 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,4 2,7 3,0

К 1,1 1,2 1,4 1,6 1,9 2,2 2,5 3,0 3,7 4,5

ГОСТ 21425—75 Стр. 21

Т а б л и ц а 5Коэффициент переменности нагрузки __________________

П е р е м е н н о с т ь н а г р у ж е н и я

Х а р а к т е р и с т и к а р е ж и м а Р а с п р е д е л е н и е

1\иэффг1ЦпСп 1п е р е м е н н о с т и

н а г р у з к и

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

Равновероятноераспределение

0,63

Средненормаль­ный

Работа большую часть времени со средними на­грузками

Нормальное рас­пределение

0,57

Легкий Работа большую часть времени с малыми на­грузками

Гамма-распреде-ление**

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

Стр. 22 ГОСТ 21425—75

Пример расчета

Провести проверочный расчет соединения по ГОСТ 1139—58 с номинальны­ми размерами 8X36X42 при следующих расчетных условиях:

Гк=230 Н-м (23 кгс-м); явр = 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 I насажено (черт. 2) прямозубое подвижное зубчатое колесо 2 с размерами dw = 75 мм; /==54 мм; е=17 мм и косозубое зубчатое колесо 3 с раз­мерами <i,c = 61,3 мм; / = 45 мм; е=10 мм и углом наклона зубьев (3 = 12°, за­крепленное на валу жестко.

По табл. 2 определяем 5^=343 мм3/мм, dcp = 39 мм. Среднее давление по формуле (1):

для соединения 2 Тк

о —SF I

230-1000343-54

12,4 МПа (1,24 кгс/мм2);

для соединения 3Гк__ = 230-1000 Q МПа j 4д кгс/мм2) SF l 343-45

Вычисление коэффициентов концентрации

Вычисляем соотношения размеров: для соединения 2

_ i - = 1,29; е = —— = = 0,315;D 42 / 5 4

для соединения 3I 45

D ~ 42 “ ’ ’с . 0,bdw , а е = — + tg cos а 10

W + -А - . 0,213 • 0,937 = 0,36,45 45

ГОСТ 21425—75 Стр. 23

По п. 1 табл. 4: для соединения 2

dcp 39 Л __д г= ______ ср = ------------- = 0,55;dw cosa w 75-0,94

для соединения 3

дг— ------------------ ------------ —------- = 0,68.dw cos а,,, 61,3-0,937

Значения коэффициентов концентрации (табл. 3 и 4 приложения, график черт. 1 приложения и п. 3 табл. 4):

для соединения 2/Скр=г1,4; /Се— 1,64; /С3— 2,1; * 3 = 2,2; /Спр= ^ С к р - + ' 1 =2,04

для соединения 3К к р — 1.3; K t — 1.88; /С,= 2 ,6 ; < - 3 , 4 ; ,88.

Общие коэффициенты концентрации нагрузки (пп. 7 и 8 табл. 1): для соединения 2

/Ссм= а д прК п-2 ,Ь 2,04 .Ы -4,3 ;Хизн = Х 3Х Пр = 2 ,2 * 2 ,0 4 = 4 ,5 ,

для соединения 3К см =*з*п?* п = 2 , 6 -1 ,8 8 -1 = 4 ,9 ;

Кизн = < /С п р = 3 ,4 -1 ,8 8 = 6 ,4 .

Расчет на смятие

Принимаем о т=55 МПа (5,5 кгс/мм2); л—1,25; *д 2.По формуле (1) для соединения 2

[о^ м = = 51 МПа(5,1 кгс/мм2);" * с м * д

для соединения 3

[о]смЛ*СМ*Д

1.25- 4,3-2

5501.25- 4.9-2

45 МПа (4,5 кгс/мм2).

Расчет на износ

По п. 6 табл. 6 и черт. 4 и табл. 5 приложенияМ =60^вр=60- 10000-1360=8,2-Ю«; * ц« 2 ; * „= 0,57.

По п. 10 табл. 1* д о л г = * н * ц = 0»57 -2= 1 1 14*

По табл. 1 приложения [а]уСл = 1Ю МПа (11,0 кгс/мм2).По пп. 3 и 4 табл. 6 и п. 11 табл. 11 для соединения 2

/Сс = 1; КоС= 1 ,2 5 ; * „ = 1 ,2 5 ;для соединения 3

* с = 1 ; * о с = 1 . 0 ; * „ = 1 , 0 .

Стр. 24 ГОСТ 21425—75

По формуле (3) для соединения 2

[^]изн —[° ]у сл

СизнКдолгКрдля соединения 3

[0]усл

ПО4,5-1,14-1,25

17,2 МПа (1,72 кгс/мм2);

[°]изн —ПО

ЯизнКдолгКр 6,4-1,14-1,015,1 МПа (1,51 кгс/мм2).

Условия работы без износа по формуле (8) для соединения 2

<*<0.3HRC 0,3-28

Кизн *Н Ср

для соединения 30.3HRC

4,5-0,57-1,251,9 МПа (0,19 кгс/мм2)

0,3-28КнмКнКп 6,4-0,57-1,0

= 2,3 МПа (0,23 кгс/мм2)

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. Замолодшкова

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. Тир. 8000 Цена 5 коп.Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов. Москва, Д-557, Новопресненский пер., 3

Тип. «Московский печатник». Москва, Лялин пер., 6. Зак. 485ГОСТ 21425-75