Зубчатая передача для усталостных испытаний Советский патент 1983 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной тех , и может быть использовано при испытании зубчатых колес на износ, и-згибную прочность и усталостное выкрашивание. Известно зубчатое колесо для испы таний на контактную усталость, зубчатый венец которого выполнен с пере менной шириной СО Недостаток данного колеса заключа ется в недостаточной точности получаемых экспериментальн.1х данных, необходимых для построения кривой уста лости. . Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является зубчатая передача для усталостных испытаний, содержащая Зубчатые колеса, о но из которых состоит из зубчатых секторов. В указанной передаче одно колесо является одновенцовым, а зубчатые секторы другого располагаются, -в одной плоскостиL23. Недостаток данной передачи заклочается в длительности процесса йспытэний для обеспечения требуемой точности для построения кривой усталости. Целью изобретения является сокращение продолжительности испытаний. Указанная цель достигается тем, что в зубчатой передаче для усталост ных испытаний, содержащей зубчатые колеса, одно из которых состоит, мз зубчатых секторов, каждый из зубчатых секторов смещен относительно соседнего вдоль оси колеса, а другое колесо выполнено многовенцовым по числу взаимодействующих с ним зубчатых секторов. Кроме того, отношение чисел зубьев каждого последующего зубчатого сектора к числу зубьев взаимодействующего с ним венца отлично от предыдущего на величину, равную или большую единицы. На фиг. 1 изображены зубчатые передачи для усталостных испытаний при установке в статоре замкнутого контура; на фиг, 2 и 3 варианты вы полнения многовенцового колеса с диа граммами числа М циклов нагружения; на фиг, k - вариант выполнения колеса с зубчатыми секторами. Стенд состоит из двух зубчатых передач, включающих зубчатые колеса 1-, смонтированные в отдельных картерах, тихоходного 5 и быстроходного 6 валов, соединяющих соответственно колеса 2, t и 1, 3 в. замкнутую схему через муфту 7 нагружения и жесткую йуфту 8, Стенд приводится в движение от подсоединенного к нему через муфту 9 электродвигателя 10. Многовенцовые зубчатые колеса 1 и 3, содержащие одинаковое число зубьев ZKH, выполнены с проточками 11 и 12, разделяющими зубчатый .венец на несколько, например, на три отдельных зубчатых венца 13-15, Проточка, глубина которой делается больше высоты 3y6aj выполняется для обеспечения одинаковой жесткости зубьев на отдельных венцах . Венцы других зубчатых колес 2 и содержат столько зубчатых секторов, сколько отдельных зубчатых венцов имеют колеса 1 и 3, например, три зубчатых сектора. 16-18, смещенных друг относительно друга по дуге и расположенных по.следовательно вдоль оси. Зубчатые сектора 16-18 охватывают по периметру венец каждого колеса 2 и i, а отношение чисел зубьев 2, 2z и 7з соответственносекторов 1б, 17 и 18 к числу зубьев Z отличается друг от друга на единицу и равно, например, 1, 2 и 3. Сектора 16-1 зубчатых колес 2 и могут быть легко получены путем срезания зубьев с обеих сторон торцов колес. Расположение зубчатых секторов 16-18 вдоль оси обеспечивает зацепление каждого сектора в отдельности с соответствующими зубчатыми венцами 1315 колес 1 и 3, а при отношениях 2.п и ,1,, равных соответственно 1, 2 и 3,:3а один оборот колес 2 и каждый зуб венцов 13-15 колес 1 и 3 вступает в зацепление с зубьями секторов 16-18 соответственно 1-3 раза. Испытание зубчатых колес на стенде выполняют следующим образом. Нагружение зубчатых колес крутящим моментом постоянной величунчы производят за счет относительного скру- , чивания фланцев муфты 7нагружения на некоторый угол и соединения их болтами. Вклочают электродвигатель 10 и производят испытание, В стенде представляется возможным при постоянном моменте нагружения получить одновременно несколько точек кривой усталостной прочности, выполняя одновременно серию опытов по несколько опытов в каждой серии, сократив количество пар испытываемых колес и время испытания. Для этого зубчатые сектора 16-18 колес 2 и выполняют со ступенчато изменяющейся, шириной при переходе к каждому последующему сектору таким образом, что отношение ширин соседних зубчатых секторов, содержащих большее или меньшее число зубьев, выполняют пропорциональным корню кубическому из отношения их чисел зубьев при испытании на контактную прочность и пропорциональньм корню шестой степени из соотношений чисел зубьев зубчатых секторов при испытании на изгиб. Однако, учитывая большой разброс экспериментальных данных при испытаниях на контактную прочность, с целью повышения эффективности и точности измерения, ширина каждого отдельного зубчатого

сектора l6-t8 выполняется в пределах сектора изменяющейся ступенчато ( фиг.4, Тогда в диапазоне рдссеивания экспериментальных данных мсмкно получить 5 по несколько экспериментальных точек на каждом венце колес 1 и 3 при каждом уровне нагрузки и числе циклов нагружения, что повышает производительность испытания и достоверность o полученных результатов.

1.

Предлагаемая конструкция зубчатой передачи для усталостных испытаний при -использовании в стендах для

5 .испытания передач позволяет в результа-те одного эксперимента получить несколько экспериментальных точек кривой усталостной выносливости на одной . паре зубчатых колес при постоянной над грузке в контуре и тем самым сократить продолжительность испытаний.

1. ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ДЛЯ УСТАЛОСТНЫХ ИСПЫТАНИЙ, содержащая зубчатые колеса, одно из которых со-стоит из зубчатых секторов, о т л и ч а ю щ а с я тем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний, каждый из зубчатых секто))ов . смещен относительно соседнего вдоль оси колеса, а другое колесо выпол- , нено многовенцовым по числу взаимодействующих с ним зубчатых секторов. -- . .- 2. Зубчатая передача по п. 1, о т л и чаю щ а я с я тем, что отношение чисел зубьевкаждого последующего зубчатого сектора к числу зубьев взаимодействующего с ним венца отлично от предыдущего на величину,g равную или большую единицы. (Л

Ни

Фш.2.

I

W

St . ffs. Фиг.д