ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО Российский патент 1994 года по МПК F16H55/08 G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытании зубчатых колес на контактную усталость.

Известно испытательное зубчатое колесо, все зубья которого разделены на сектора, число зубьев в каждом секторе равно числу зубьев исследуемого зубчатого колеса, длина зубьев в секторе постоянна и меньше длины зубьев исследуемого колеса, а одна часть секторов выполнена с длиной зубьев, отличной от длин зубьев других секторов.

Недостаток указанного зубчатого колеса - невозможность построения кривой контактной усталости по результатам испытания одного сопряженного с ним исследуемого зубчатого колеса (индивидуальной кривой усталости).

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения построения индивидуальной кривой контактной усталости исследуемого зубчатого колеса, испытанного в паре с испытательным зубчатым колесом.

С этой целью другая часть секторов выполнена с равной длиной зубьев, и сектора этой части чередуются через один.

На чертеже показана развертка боковой поверхности испытательного зубчатого колеса (d_a - диаметр вершин зубьев колеса).

Зубья испытательного зубчатого колеса разделены на сектора. Число зубьев в каждом секторе равно числу зубьев z₁ исследуемого зубчатого колеса. Длина зубьев в секторе меньше длины зубьев исследуемого колеса. Одна часть каждого из секторов c z₁/2 зубьями выполнена с длиной зубьев, отличной от длин зубьев других секторов. Другая часть зубьев секторов выполнена с равной длиной зубьев, и сектора этой части чередуются через один.

Испытательное зубчатое колесо в паре с исследуемым колесом работает следующим образом. При первом полном обороте исследуемого зубчатого колеса его z₁ зубьев контактируют с соответствующим числом зубьев первого сектора испытательного колеса. Первые по счету z₁/2 его зубьев контактируют с зубьями длиной b, остальные - с зубьями длиной b₁. При втором обороте исследуемого колеса его зубья контактируют с зубьями второго сектора испытательного колеса: первые z₁/2 зубьев - с зубьями длиной b, остальные - с зубьями длиной b₂ и т.д., пока испытательное колесо не совершит полный оборот, после чего изложенное выше повторится. Следовательно, z₁/2 зубьев исследуемого зубчатого колеса контактируют всегда по длине b, и контактное напряжение в их зацеплении с зубьями испытательного колеса (σ_Hq) постоянно, а остальные зубья - по переменной длине b₁ ≠ b₂ ≠ b₃, в результате чего они испытывают нерегулярное блочное нагружение с k ступенями контактных напряжений (k равно числу секторов). Испытание проводят до достижения степенью выкрашивания активной боковой поверхности зубьев исследуемого зубчатого колеса заданной величины, например G = 2% площади указанной поверхности, как на зубьях, подвергающихся регулярному нагружению (фиксируют долговечность до разрушения N_q), так и на остальных зубьях (фиксируют суммарную долговечность N_Σ ).

По результатам испытания находят параметры q_н и С_н индивидуальной кривой контактной усталости зубьев исследуемого зубчатого колеса, т.е. записывают систему уравнений
1 состоящую из степенных уравнений, записанных для случаев регулярного (1) и нерегулярного блочного (2) нагружений. Здесь: σ_нj - напряжения, возникающие в контакте зубьев испытательного колеса длиной b₁, b₂ ... с зубьями исследуемого колеса, σ_H1 - максимальное из контактных напряжений
σ_Hj, α_j= σ_Hj/σ_H1, β_j=niδ/nδ,niδ - продолжительность действия напряжения σ_Hj в блоке; для описанного выше случая все niδ равны между собой, поскольку равны числа зубьев с длинами b₁, b₂..., а число блоков λ=N_Σ/nδ (nδ= n_jδ - продолжительность блока, равная, очевидно, продолжительности одного полного оборота испытательного зубчатого колеса) достаточно велико, чтобы можно было без ошибки считать его целым, следовательно, в данном случае (при равномерном вращении) β₁=β₂= ... = 1/k.

Использование: при испытаниях зубчатых колес на контактную усталость. Все зубья испытательного зубчатого колеса разделены на сектора. Число зубьев в каждом секторе равно числу зубьев исследуемого зубчатого колеса, сопряженного с испытательным колесом. Длина зубьев в секторе постоянна и меньше длины зубьев исследуемого зубчатого колеса. Одна часть каждого из секторов выполнена с длиной зубьев, отличной от длин зубьев других секторов. Другая часть секторов выполнена с равной длиной зубьев, и сектора этой части чередуются через один. 1 ил.

ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО, все зубья которого разделены на сектора, число зубьев в каждом секторе равно числу зубьев в исследуемом колесе, а длина зубьев в секторе постоянна и меньше длины зубьев исследуемого колеса, одна часть секторов выполнена с длиной зубьев, отличной от длины зубьев других секторов, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, другая часть секторов выполнена с равной длиной зубьев и сектора этой части чередуются через один.