Зубчатые муфты с моментом свыше 63000 Нм

[Spider-JH]

Доброго времени суток, дорогие форумчане!

Я как молодой конструктор столкнулся с проблемой.

Есть ДСТУ 2742, он же ГОСТ 5006, он же ГОСТ Р 50895. В них габаритные размеры и прочие параметры зубчатой муфты релгламентируются до крутящего момента 63 кНм (МЗ-10).

В это же время предприятия реализуют муфты с моментами свыше 63 кНм, ссылаясь на вышеуказанные ГОСТы..
Как пример Гугль-поиск.
Неувязочка, однако.

Может кто-то подсказать есть ли некая нормативная база для муфт с моментом свыше 63 кНм? Или же они проектируются по "справочнику Стеля" методом тыка?

[obesov]

 Тот же "Гугль" повествует о том, что существуют

Муфты зубчатые общемашиностроительного применения для соединения соосных валов и передачи крутящего момента от 1000 до 63000 Н х м по ГОСТ Р 50895 и специальные от 71000 до 250000 Н х м

Или есть компании, ссылающиеся на ГОСТ без указания специальные?

[Golovanev]

Вопрос - Муфту собираетесь заказывать или изготавливать сами?

[Dometer]

Можно предположить, что производители этих муфт намерены и дальше [с увеличением передаваемого момента] придерживаться стандартных требований, методов испытаний, упаковки-транспортировки.  Но это всего-лишь преддоговорная декларация. Всё надо обговаривать (включать в договор).

[Goran]

Доброго времени суток, дорогие форумчане!
...
Есть ДСТУ 2742, он же ГОСТ 5006, он же ГОСТ Р 50895. В них габаритные размеры и прочие параметры зубчатой муфты релгламентируются до крутящего момента 63 кНм (МЗ-10).
.....
Неувязочка, однако.

Может кто-то подсказать ...

На счет ДСТУ... и ГОСТ Р.... ничего не скажу - стандарты новые, самостийные
Что касательно ГОСТ 5006 - ХХ 
Вы лично год не указали, на какой год ссылаются изготовители судить не берусь
Посмотрите вложение 

[Spider-JH]

Тот же "Гугль" повествует о том, что существуют  Или есть компании, ссылающиеся на ГОСТ без указания специальные?

Нет не ссылаются на специальные.

Вопрос - Муфту собираетесь заказывать или изготавливать сами?

Изготавливать.

На счет ДСТУ... и ГОСТ Р.... ничего не скажу - стандарты новые, самостийные
Что касательно ГОСТ 5006 - ХХ 
Вы лично год не указали, на какой год ссылаются изготовители судить не берусь
Посмотрите вложение

Ссылаются на 94й год, ессно, а если сравнить ГОСТ 5006 разных годов, то таки они отличаются.

Проработав еще вчера кучу материала пришел к выводу, что муфты свыше 63 кНм просто решили вынести в отдельный ГОСТ, которого я так и не нашел пока. Изменения очень хорошо просматриваются. Так ГОСТ 5006 существовал с 55 по 83 год, далее был обновлен, а далее заменен в 94 г.

Исходя из прочитанного, могу ли я проектировать муфту ссылаясь на ГОСТ 55 года или все таки мне искать гост на СПЕЦИАЛЬНЫЕ муфты?

АПД
Да, и пожалуй мне нужно немного прояснить ситуацию.
Есть в Гватемале карьерный комплекс со 100500 ед. всякого оборудования типа конвейеров. У них стоят какие-то там американские муфты. Задача нашего предприятия - замена приводных частей оного оборудования. Наши муфты (изготавливаемые нашим предприятием), ясень-пень, не проходят по общей длине. Проанализировав размеры наших и вражеских муфт я пришел к выводу, что нет преград, чтоб немного подрезать втулки. И столкнулся с тем, что мне неизвестны размеры муфт свыше 63 кНм.

Вот примерно так. Главный вопрос для меня - это модуль, число зубьев, остальное - пыль. Можно ли опираться на ГОСТ 55 года?

АПД2

И еще забыл. Учитывая, что это будет экспорт есть одна проблема. Я не могу сослаться на ГОСТ 5006 потому, что

А в ТУ нужно указать нормативный документ.

[Golovanev]

Так совпало, что вопрос прочностного расчета зубчатых муфт (для приложения Валы и механические передачи под КОМПАС) встал и передо мной.

Что я выяснил проанализировав достаточно много информации (статьи, диссертации и т.п.). Исследований много.... а вот...

доступной методики проектирования и расчета по моему мнению собственно то и нет. Есть ссылки в диссертациях на
"Айрапетов Э.Л.,Апархов В.И.,Нахатакян Ф.Г.,Шоломов Н.М., и др. Метод расчета на прочность зубчатых муфт. Р54-313-90.М.:Госстандарт СССР: ВНИИИНМАШ, 1991, 39с.", но найти ее мне не удалось (по крайней мере в Интернете).

Может кто имеет?

А Георгию я посоветовал следующее :

рассчитать условное напряжение для существующих муфт из ГОСТ 5006  - 2*T/(m*z^2*cos(20))/b и при выборе модуля и числа зубьев своей БОЛЬШОЙ муфты ориентироваться на эту величину.  Почему условное - потому что оно в реальности скорее всего совсем другое.

[Goran]

..... вопрос прочностного расчета зубчатых муфт ....
У Кудрявцева целая глава этому вопросу посвящена

[Golovanev]

Каюсь, Кудрявцева не посмотрел. Завтра гляну.

[Dometer]

...
Посмотрите вложение
* ГОСТ_5006-55_муфты.part1.rar (195.31 кБ - загружено 8 раз.)
* ГОСТ_5006-55_муфты.part2.rar (195.31 кБ - загружено 7 раз.)
* ГОСТ_5006-55_муфты.part3.rar (195.31 кБ - загружено 7 раз.)
* ГОСТ_5006-55_муфты.part4.rar (47.95 кБ - загружено 7 раз.)

Я почистил растр этой pdf-ки. Теперь на 140kB меньше занимает.

[Kirilius83]

Хм, но ведь муфта - фактически ваша собственная разработка, аналогов вообще может не иметь, как и норм проектирования - кроме общих машиностроительных, но смысл на них ссылатся? Тогда вы просто даете им готовую муфту, и гарантируете её работу. Ну можно еще расчеты предьявить - поидее как обычные эвольвентные шлицы, зуб на срез и смятие...
Или там все сложнее?
А ДИНы подобные есть, кто знает?

[obesov]

 Коллеги!
А что мешает рассчитать муфту, как зубчатую передачу внутреннего зацепления?

[Dometer]

Предложения  рассмаривать зубчатые муфты как разновидность передачи внутреннего зацепления упоминались в технической литературе прошлого века. Чем дело "кончилось" (тогда) не интересовался.
Проблема, наверное, в том, что работа как зубчатой передачи, так и зубчатой муфты сильно зависит от смазки. Все эти многоэтажные рассчёты - не рассчёты в смысле сопромата [и тем более теории упругости], а уподобление проектной модели с практически успешными (типа многомерного маштабирования). Условия смазки в муфте существенно отличаются от таковых в зубчатых передачах, ибо скорости скольжения существенно ниже (это плохо !), и контакт не "освежается" (упрётся в одну точку, давит, и слегка елозит).

[СВ]

Коллеги!
А что мешает рассчитать муфту, как зубчатую передачу внутреннего зацепления?

Думаю - условия работы. Например, муфта с перекосом 0,1 мм (как в плохой зубчатой передаче) и 1 мм (в типичной муфте) работают в ОЧЕНЬ разных условиях, коэффициенты на которые в расчётах зубчатых передач отсутствуют.
Помню один наглядный пример, хотя там была не зубчатая, а жёсткая муфта и две шестерни: замеряю мощность механизма под нагрузкой - примерно 13 квт, на холостом ходу - 11 квт. Вот что дают "неточности монтажа"!!!!!

[Kirilius83]

Коллеги!
А что мешает рассчитать муфту, как зубчатую передачу внутреннего зацепления?

Передача работает парой зубьев, а муфта - в теории вообще всеми сразу На практике конечно зубья там неравномерно нагружены, а вот насколько - надо выяснять.

А в общем - конечно, везде банально считается консольная балка на изгиб, срез, а контактное давление по линии/точке. В этом плане что внутреннее, что внешнее зацепление - никакой разницы.
Да и смазка - это уже долговечность, а не прочность, причем именно когда трение есть. Если трения практически нет (когда практически нет скорости) - то и смазка практически не работает... А при колебательных движениях там уже да, другая физика немного - всякие там питтинг/фиттинг и т.д. коррозии.

[Kirilius83]

муфта с перекосом 0,1 мм (как в плохой зубчатой передаче) и 1 мм (в типичной муфте)

Как минимум, поделить на 2, тогда более реальные цифры будут. Если конечно речь не идет о шестернях диаметром более 250..300 мм и валах диаметром более 70 мм.
На вскидку в среднем, в зубчатых зацеплениях допуск перкос ограничивается парой соток, а в муфтах - две-три десятки (когда валы рядом, когда валы далеко - то там промежуточный вал с двумя мыфтаим, чем больше расстояние тем больше перекос допустим).

[Dometer]

Передача работает парой зубьев, а муфта - в теории вообще всеми сразу. На практике конечно зубья там неравномерно нагружены, а вот насколько - надо выяснять

Нынче (не то, что в прошлом веке) можно выяснив, не сломав головы об трёхмерные построения коволют в сферическом пространсве. Можно [тупо] смоделировать. Возможно, что можно найти какой-то конструктивный оптимум (например уменьшив изгибную жёсткость зубьв за счёт углубления впадин, улучшить распеределение нагрузкаи). Но чтоб заниматься такими теориями повод нужен. Наверно, кто промышляет муфтами - давно всё пересчитал ансисами и космосами.

...везде банально считается консольная балка на изгиб, срез, а контактное давление по линии/точке. В этом плане что внутреннее, что внешнее зацепление - никакой разницы.
Да и смазка - это уже долговечность, а не прочность, причем именно когда трение есть. Если трения практически нет (когда практически нет скорости) - то и смазка практически не работает... А при колебательных движениях там уже да, другая физика немного - всякие там питтинг/фриттинг и т.д. коррозии.

Но смазка существенно искажает (увеличивая пятно реального контакта) величины контактных напряжений. А с учётом негомогенности  материала зубьев (цементованные, азотированные), даже точно узнав давление в пятне, как узнать ресурс по усталостной контактной прочности? Очень много эмпирики (прячущейся за частоколом формул)!
Питтинг - фреттинг .. - заедание - выделение тепла -  отпуск поверхности - ... - БУМ.

[Kirilius83]

Изменить профиль зубьев - только для массовой продукции, ибо спец фреза требуется. Для мелкосерийной -  стандартный инструмент, со стандартным профилем. Хотя бывают разные профиля, есть и с удлиненным зубом - но кажется только часовые, с модулем менее 1.
Погрешность изготовления в Ансис как вбивать будете? Если модель в номинале строить, то все зуббья работать и будут  Но в целом - согласен, ничего особенно сложного тут нет, собсно про выяснять имел ввиду в том числе и это. Можно проще - почитать вариант когда работают всего пара зубов, и все...

Влияние смазки на контактную прочность - либо незначительно, либо давно учтено в зубчатых передачах. И в любом случае идет в плюс, а не в минус - просто запас прочнсоти будет больше, но если смазать забудут, то тоже не беда.
Ресурс усталостной прочности давно известен и в передачах ,и в подшипниках  Работают же..
Если у вас столько тепла выделятся будет, то раньше чем бумкнет сначала смазка задымится, потом заклинит от расширения, и сплавится 

[Dometer]

Изменить профиль зубьев - только для массовой продукции, ибо спец фреза требуется. ...

Вы предполагаете обойтись ФРЕЗОЙ ? Тут без долбяка никак не обойтись, однако.

Углубить впадины межзубьев "втулки" можно и отдельной фрезой (большой точости не надо - лишь бы неточность в глаза не  бросалась).

Если модель в номинале строить, то все зубья работать и будут.Но в целом - согласен, ничего особенно сложного тут нет, собсно про выяснять имел ввиду в том числе и это. Можно проще - посчитать вариант когда работают всего пара зубов, и все...

Подозреваю, что и в номинале (но при наличии перекоса (а без перекоса муфта зачем?)) будет работать две пары зубьев. Но часть остальных зубьев то же как-то (с меньшим напрягом) будут пытаться работать.

Влияние смазки на контактную прочность - либо незначительно, либо давно учтено в зубчатых передачах. И в любом случае идет в плюс, а не в минус - просто запас прочности будет больше, но если смазать забудут, то тоже не беда.
Ресурс усталостной прочности давно известен и в передачах ,и в подшипниках   Работают же..
Если у вас столько тепла выделятся будет, то раньше чем будет сначала смазка задымится, потом заклинит от расширения, и сплавится 

Учтено. Для условий зубчатых передач учтено.
Испытания по Р 50-54-30-87 предполагают, чтобы испытания соответсвовали условиям работы испытуемого материала и смазки.
А что подшипники? Делают подшипник [некого типоразмера], испытывают образец, результат - динамическую и статическую нагрузку - вносят в каталог. Сплошная эмпирика.

Чтобы задымилось много тепла не надо - меньше мощности электрочайника. Но "дым" могут не заметить. От расширения может и не заклинить (и как себе представляете "заклинивание муфты" - ведь то же не заметят) - обойма то же расширится. Таким образом "бум" с обломом всех зубьев может оказаться первым ЗАМЕТНЫМ "звоночком". (При "заклинке", может быть, не зубья слетят, а вал срежет. Ибо на вал начтут циклически действовать зверские изгибающие моменты.)

[Kirilius83]

Между прочим, есть зубоврезерные станки для обработки внутреннего зуба. Правда не самых маленьких. В живую не видел, только в каталогах.

Углубив впадины, что у вас с профилем будет? Ведь углубив впадину на одном венце, надо удлиннить вершину на другом, иначе смысл?

Мне кажется, условия работы зубчатых передачь, особенно высокоскоростных, заметно тяжелее чем у муфты - скольжение однако заметно выше, особенно у косозубых. Следоваетльно, допускаемые контактные напряжения для муфт вполне могут оказатся больше, чем для передач, и если ориентироватся на передачи (пофиг что эпирика - главное что работает)  - то у муфт это пойдет в запас прочности.


ЗЫ А по поводу перекоса - у продвинутых фирменных муфт зуб не прямоугольный, а бочкообразный - имено для равномерности работы. Но это не наш случай - у них просто испытания проводились, и известно как это работает.

ЗЫЫ Кстати, зубчаая муфта не обязательно с перекосом работает - по сути те же шлицы тоже зубчатая муфта, только на одном валу. Зубчатые муфты вообще мало перекоса допускают (зато маленькие габариты), их стараются не ставить туда где есть большие перекосы, туда другие типы муфт выгоднее.