УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА НА ИЗГИБНУЮ ПРОЧНОСТЬ И ВЫНОСЛИВОСТЬ Российский патент 1997 года по МПК G01N3/00 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытаниях на изгибную прочность и выносливость зубьев цилиндрических прямозубых и косозубых зубчатых колес.

Известны устройства для испытаний на изгибную прочность и выносливость зубьев прямозубых зубчатых колес, заключающиеся в нагружении через платики от пульсатора двух крайних зубьев на концах зубчатого сектора. При этом линии контакта платиков и зубьев находятся в одной плоскости /1, 2, 3/.

Недостатком указанных устройств является крайняя затруднительность (или даже невозможность) испытаний других зубчатых колес, кроме прямозубых.

Известно устройство для испытаний зубчатых колес /4/, принятое за прототип, содержащее корпус, нагружатель и промежуточный элемент в виде ролика для передачи нагрузки на зубчатое колесо, устанавливаемый по впадине между зубьями. Причем поверхность ролика может быть цилиндрической, конической либо бочкообразной для соответствующих зубьев.

Недостатком указанного устройства является отсутствие четкой фиксации испытуемого зубчатого колеса строго симметрично относительно оси симметрии, проходящей посредине впадины /между зубьями/, а также искажение реальных условий нагружения при воздействии ролика одновременно на два смежных зуба, вследствие чего более вероятен разрыв по впадине, нежели излом зуба на его рабочем участке.

Техническим результатом изобретения является приближение условий испытаний к реальным.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для испытания зубьев зубчатого колеса на изгибную прочность и выносливость, содержащим корпус, установленные в нем нагружатель и промежуточный элемент, последний выполнен в виде скобы, предназначенной для охватывания с зазором одного из зубьев испытуемого зубчатого колеса и концы которой предназначены для воздействия на зубья, соседние к зубу, охваченному скобой, а само устройство снабжено элементами передачи нагрузки на зубья в виде цилиндрических стержней, концы скобы выполнены с канавками, а указанные цилиндрические стержни выполнены съемными и установлены в последних.

На фиг. 1 показана схема устройства с установленным на нем испытуемым зубчатым колесом; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 разрез В-В на фиг. 3.

Устройство для испытания зубьев зубчатого колеса на изгибную прочность и выносливость содержит корпус 1 с нагружателем 2, обеспечивающим пульсирующую или возрастающую нагрузку P. В корпусе 1 на оси 3 устанавливается испытуемое зубчатое колесо 4, с торцов закрепленное от проворота винтами 5, ввернутыми в корпус 1. Сверху испытуемого колеса под углом β наклона его зубьев относительно торцов устанавливается промежуточный элемент в виде скобы 6, охватывающей с зазором один из зубьев испытуемого зубчатого колеса 4. На концах скобы 6 выполнены канавки, в которых установлены элементы передачи нагрузки на зубья в виде съемных цилиндрических стержней 7, воздействующие на зубья, соседние зубу, охваченному скобой 6.

Устройство работает следующим образом.

При испытании на выносливость с приложением пульсирующей нагрузки P нагружатель 2 воздействует на промежуточный элемент скобу 6, которая передает нагрузку на зубья, соседние к зубу, охваченные этой скобой, испытуемого колеса 4 через установленные в канавках на концах скобы 6 цилиндрические стержни 7 в зонах контакта последних с зубьями испытуемого колеса 4. Таким образом, посредством скобы 6 осуществляется разложение вертикальной силы P на две составляющие P₁ и P₂, действующие по нормали к касательной к эвольвентной поверхности каждого из двух зубьев в зонах контакта. В ходе испытаний при действии на зубья циклической нагрузки от нагружателя 2 в их опасных сечениях образуются усталостные трещины, приводящие в итоге к поломке зубьев. По числу циклов до разрушения судят о пределе выносливости зубьев.

При проведении испытаний на изгибную прочность вместо пульсирующей нагрузки прикладывают постепенно возрастающую нагрузку P, по величине которой в момент разрушения судят о прочности зубьев.

Применение устройства, содержащего промежуточный элемент в виде скобы, опирающейся на два зуба, позволяет приблизить условия испытаний к реальным и испытывать как прямозубые (β = 0), так и косозубые (β ≠ 0) зубчатые колеса.

Список литературы.

1. Р. С. Николаев, Л. М. Школьник. Опыт использования пульсатора для испытания зубьев шестерен на выносливость. "Заводская лаборатория", 1949, N 10.

2. М. М. Кобрин, Г. З. Зайцев. Методика усталостных испытаний больших крупномодульных шестерен". "Заводская лаборатория", 1958, N 2.

3. Авторское свидетельство СССР N 1308855, кл. G 01 M 13/02, 1986.

4. Авторское свидетельство СССР N 630545, кл.G 01 M 13/02, 1976.

Сущность изобретения: устройство для испытания зубьев зубчатого колеса на изгибную прочность и выносливость, содержит корпус 1, установленные в нем нагружатель 2 и промежуточный элемент. Последний выполнен в виде скобы 6, предназначенной для охватывания с зазором одного из зубьев испытуемого зубчатого колеса и концы которой предназначены для воздействия на зубья, соседние к зубу, охваченному скобой 6. Устройство снабжено элементами передачи нагрузки на зубья в виде цилиндрических стержней, концы скобы 6 выполнены с канавками, а указанные цилиндрические стержни выполнены съемными и установлены в последних. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для испытания зубьев зубчатого колеса на изгибную прочность и выносливость, содержащее корпус, установленные в нем нагружатель и промежуточный элемент, отличающееся тем, что промежуточный элемент выполнен в виде скобы, предназначенной для охватывания с зазором одного из зубьев испытуемого зубчатого колеса и концы которой предназначены для воздействия на зубья, соседние к зубу, охваченному скобой. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено элементами передачи нагрузки на зубья в виде цилиндрических стержней, концы скобы выполнены с канавками, а указанные цилиндрические стержни выполнены съемными и установлены в последних.