Устройство для испытания материалов на износ и контактную выносливость Советский патент 1983 года по МПК G01N3/56 

4ib

сл

о

vl

сл Изобретение относится к испыташпо материалов на износ и контактную выностШБОсть применительно к условиям работы зубчатых передач. Известно устройство для испытания материалов на износ и контактную вынослгивость, содержаи1ее станину, установленные на ней параллельные держа™ теоти для образцов, расположеннью в их плоскости ведущий и ведомый валы, закрепленные на последних зубчатые коле са, шар шрные муфты, соединяющие дер жателн и валы, узел нагружешут образцов, фланцевый разъем и пртшод вращения образцов С1 J. Недостатками известного техническо решеьшя являются невысокие достоверность результатов и эффективность испы Tamw материалов, что обусловлено невозможностью воспроизведе1Тйя усг(овий работы зубчатых передач {скорости скол Мнения и качения рабочих профтшей зубье соотноше1тае этих скоростей, возможнос изменения cKOpoci-H скольжения при неизменной суммарной скорости качения профтшей и наоборот). Цель изобретения - повышение досто верности результатов и эффективности испытания материалов для зубчатых ко л ее. Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания материал на износ и контактную выносливость, со держащее станину, установленные на не параллельные дерлште ш для образцов, расположенные в их плоскости вед;дций и ведомый валы, закрепленные на после них зубчатые колеса, шар гарные муфты, соединяющие держатели и валы, узел на гружения образцов, фланцевый разъем и привод вращения образцов, снабжено установленной на станине поворотной в плоскости дерл ателей плитой, на кото рой размещены валы, привод вращения образцов и фланцевый разъем, установленной на плите стойкой, несушей ведамый вал и имеклцей возможность поворо та вокруг оси, проходящей через полюс зацепле}шя зубчатых колес, щарнирные муфты, ведущие вилки которых расположены на валах, а ведомые вилки - на держателях, выполнены асинхронными, а фланцевый разъем размещен между вало одного из колес и ведущей вилкой. На фиг. 1 представлено устройство для испыташм материалов на износ и контактную выносливость; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1. Устройство содержит станину 1, держатели 2 и, 3 для образцов 4 и 5, ведущий 6 и ведомый 7 валы, зубчатые колеса 8 и 9, щарнирные муфты 10 и 11, узел 12 нагружения образцов 4 и 5, фланцевый разъем 13, привод 14 вращения образцов, плиту 15 и стойку 16. Муфты 10 и 11 ведущие вилки 17 и 18 которых расположены на валах 6 и 7, а ведомые вилки 19 и 20 - не. держателях 2 и 3, вьшолнены асинхронными (одинарными). Фланцевый разъем 13 снабжен дуговыми пазами во флашдах к стяжными болтами (не показаны). Образцы 4 и 5 установлены на держателях 2 и 3 посредством полых шпинделей 21 и 2g (фиг. 2). Соединение последних с держателями 2 и 3 те;2,ескопическое. Шпиндель 21 установлен посредством подшипников (не показаны) в качающем-ся корпусе 23, а шпиндель 22 - в кор,пусе 24. Последний установлен на подвижной каретке 25, снабженной ходовым механизмом 26 для перемещния по направляющим 27. Плита 15 имеет возможность поворота в плоскости держателей 2 и 3 на угол О - 45 вокруг закрепленного на станине 1 болта (не показан), проходящего через точку пересечения осей ведущего вала 6 и держателя 2 образца 4. Для этого в сташгае 1 вьшолнен дуговой Т-образный паз 28. Фиксацияплиты 15 осу1дествляется станочными болтами (не показаны), которье находятся в пазу 28. Вал 6 установлен в опорах (не показаны) стойки 29, закрепленной на татите 15. Вал 7 установлен в опорах (не показаны) стойки 16. Поворот стой Л 16 на плите 15 осуществляется с помощью дугового Т -образного паза 30, фиксация стойки 16 ла плите 15 - болтами (не показаны), размещенньпупкг в пазу 30, Центр дуги этого паза находится в полюсе зацепления колес 8 и 9 в средней части по их ширине. Зубчатая передача, образованная зубчатыми колесами 8 и 9, выполняется простран(л енной с двумя степенятуги свободы игга в виде набора цилиндрических и конических зубчатых передач с дискретно изменяющимся от О до 45 межосевым углом. Соеданение привода 14 с валом 6 осушестотяется посредством упругой муфты 31, Образец 4 является нажимным, а образец 5 - опорным. Устройство работает следующих образом.

Устанавливают образцы 4 и 5 COOTV. ветственно на держателях 2 и 3 посредством шпинделей 21 и 22. Устанавливают валы 6 н 7 на требуемые углы сГ и cf путем разворота плиты 15 и стойки 16 в пазах 28 и 30 и последующим креплением их с помощью болтов. Изменение указанных углов обеспечивается применением пространственной зубчатой передачи с двумя степешпли свободы,

дискретное изменение - набором цилиндрических (валы 6 и 7 параллельны) и конических (валы 6 и 7 пересекаются) зубчатых передач.. Если углы сГ, и не равны нулю и не превышают 45° , 1то муфты 1О и 11 обеспечивают циклическое изменение угловых скоростей вращения их ведомых вилок 19 и 2О, а следовательно, и образцов 4 и 5 при равномерном вращении (посредством

привода 14) валов 6 и 7. Устанавливаю сдвиг фаз угловых скоростей образцов 4 и 5 посредством взаимного разворота фланцев разъема 13, что обеспечивает изменение угла между осями ведущих вилок 17 и 18 от О до 90 . С помощью узла 12 через корпус 23 нагружают образцы 4 и 5. Приводят с помощью привода 14 во вращение образцы 4 и 5. В ходе испытаний определяют силовые и кинематические параметры контакта обр азцов 4 и 5 путем замеров крутильных деформаций одного из держателей 2 и 3 с помощью тензодатчиков (не показаны) и- замеров угловых скоростей образцов 4 и 5.

. Циклически изменяющаяся за оборот скорость скольжения образцов 4 и 5 (Vc Ч. постоянной суммарной скорости качения (V,- V, pconst) достигается, при передаточном числе зубчатой передачи равном единице, равенстве угловых скоростей зубчатых колес 8 и 9 (и; ujg ш ), равенстве. радиусов с разцов 4 и 5 ((i), равенстве углов сГ сГ iT и прну 9О

При этомУд ±uJ05incri cr соответствует точкам на поверхностях образцов 4 и 5 при угле -f Oj JT ; 2Ji и Ч 7Г/2 и {2Ti{ угловая координата положения ведущей вилки 17, отсчитываемая от начального положения, когда ее ось находится в вертикальной плоскости). Таким образом, участки поверхностей образцов от О от JT до 2/3Jr аналогичны поверхностям ножек и головок ведущих зубьев, остальные участки - ведомым зубьям.

Переменность 4-( при неизменной Vc.x обеспечивается при том же значении передаточного числа, равенстве ш. IA; , параллельности осей ведущих вилок 17 и 18 ( 3 О) и . Равенство сГ сГ и R R обеспечивает проведение испытаний приУс О и

;IK-V.. Изменение углов сГ и сГ2 может осуществляться изменением межосевого расстояния образцов 4 и 5, что обеспечивается перемещением каретки 25 по направляющим 27 посредством механизма 26.

Положительный эффект от внедрения изобретения обусловлен повьпиением достоверности результатов и эффективности испытания материалов для зубчатых колес.

1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ИЗНОС И КОНТАКТНУЮ ВЫНОСЛИВОСТЬ, содержащее станину, установленные на ней параллельные держатели даш образцов, расположенные в их плоскости ведущий и ведомый валы, закрепленные на последних зубчатые колеса, шарнирные , соедюшкшдие держатели и валы, узел нагружения образцов, фланцевый разъем н привод вращения образцов, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов и эффективности испытания материалов для зубчатых колес, оно снабжено установленной на станине поворотной в плоскости держателей плитой, на которой размещены валы, привод вращения образцов и фланцевый разъем, установленной на плите стойкой, несущей ведомый вал и имеющей возможность поворота вокруг оси, проходящей через полюс зацепления зубчатых с @ колес, шарнирные муфты, ведущие. вилки (Л которых расположены на валах, а ведомые вилки - на держателях, выполнены асин- . хроннык-га, а фланцевый разъем размвцен межд,у валом одного из колес и ведущей вилкой.