Способ определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче Советский патент 1985 года по МПК G01B7/287 

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам и методам контроля зубчатых передач.

Цель изобретения - повьшение точ ности за счет экспериментального определения номинальных напряжений, соответствующих эксплуатационному режиму нагружения.

На фиг. 1 изображен график зависимости йеличины распространения реакции датчиков по длине зуба от числа циклов нагружения; на фиг. Ътарировочный график датчиков контроля циклических деформаций; на фиг. 3 - схема расположения датчиков по длине зуба.

Определение коэффициента концентрации напряжений в зубча той передач по данному способу осуществляется следующим образом. .

Во впадины испытуемых зубчатых колес 1 (фиг. 3) закрепляют, например, путем наклейки датчики 2 контроля циклических деформаций. Количе ство датчиков,.Наклеиваемых на каждое колесо, зависит от необходимой (требуемой )степени точности определения коэффициента концентрации нап ряжений (чем больше датчиков, тем вьщ1е точность определения коэффицип ента концентрации }. Поскольку все зубья колес находятся в одина.ковых условиях эксплуатации, то целесообразно закреплять датчики в ряде впа дин, располагая их вдоль зуба. Зате :проводят эксплуатационные испытания которые периодически прерьгоаются остановками для выявления реакции датчиков. Реакция датчика характеризуется величиной структурных изменений и появлением темных пятен на его поверхности.

При появлении реакции 3 (например, первых темных пятен ) на датчиках 2 фиксируют число циклов NO и замеряют координату сечения зуба L , в котором появилась реакция датчика Координата L - это расстояние: от тоцовой плоскости зубчатого колеса до сечения зуба вдоль его оси, в котором появилась реакция датчика. Продолжают испытания. Остановки испытательной машины для измерения величины распространения реакции датчиков в одну и другую стороны относительно сечения, определяемого координатой L, осуществляют через н7312

которые промежутки времени, устанавливаемь:е в зависимости от чувствительности датчиков (чем чувствительнее датчики, тем меньше промежутки времени между остановками машины) .

Общая, продолжительность эксплуатационных испытаний .(общеечисло циклов нагружения ) устанавливается в зависимости от необходимой степени точности определения коэффициента концентрации напряжений,- однако оно (число циклов ) не должно быть меньше чем то, при котором реакция датчиков распространяется по длине зуба на величину пятна контакта 4, норма которого устанавливается СТ СЭВ в зависимости от степени точности изготовления зубчатых колес. -После окончания испытания получают зависимость числа циклов и величины распространения реакции, датчиков по длине зуба показанную на фиг. 1.

На фиг. 1 через L , L обозначено приращение величины реакции датчиков по длине зуба при испытании зубчатой передачи числом циклов N.,.

Отметим, что для фиг. .1 т I т -т -т - т -т -г

-LS- Ч -LT -о

Используя тарировочную зависимость для датчиков контроля циклических деформаций, определяют величины сдвиговых деформаций, соответствующих максимальному и номинальному напряжениям. Коэффициент концентрации напряжений определяют по формуле

4,

max

(1)

РГ

где ,

та/; (G дуль сдвига, -у - сдвиговая мация) . . Формула (П преобразуется к

тах

К

F|b

7в

Поскольку тарировочные зависимости для датчиков контроля циклических деформаций с высокой степенью точности описьшаются в полулогарифмической системе координат линейной зависимостью (фиг. 2), где - предельная сдвиговая деформация, определяемая датчиками данного вида, П,. - число циклов, соответствующее предельной сдвиговой деформации, величина (j. определяется по формуле . C-KLnNp . C Кч« w n/ где (Nnp + TfTp- l tgot. Из фиг. 1 следует, что величина номинального напряжения может быть подсчитана по следующей формуле; л VCc-KLhNiXuHiH LVL g iTzT где L - величина распространения ре акции датчиков при окончании испытаний; п - число остановок испытательной машины после получения первой (при Np) реакции датчиков. 314 На основании выражений (1), (3) и (4) коэффициент концентрации напряжений рассчитывается по формуле (c-KLpN UU . Р ,«,, Использование способа определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатых передачах позволит значительно повысить точность за счет того, что вместе с максимальными напряжениями номинальные начения напряжений определяются экспериментальным путем, это позволяет исключить операции, обладающие определенными погрешностями (громоздкие . расчеты., тарировочные испытания).

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕ. НИИ В ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕ, заключающийся в том, что в галтели зубьев передачи укрепляют датчики контроля циклических деформаций вдоль длины зубьев, проводят зксилуатационные испытания, останавливают испытательную машину, определяют число циклов V If Не Hi ч из #. IV . / нагружений, определяют по тарировочной зависимости для датчиков максимальное напряжение, определяют номинальное напряжение и по отношению максимального напряжения к номинальному определяют значение коэффициента концентрации напряжений, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности за счет экспериментального определения номинальных напряжений, соответствующих эксплуатационному режиму нагружен ния, испытания продолжают до появления реакции датчиков, расположенных вдоль на длине не менее длины пятна контакта, регламентируемой требованиями к передаче, а после реакции каждого из датчиков фиксируют число наработанных циклов и положение датчиков по длине зуба и используют эти дднные для определения величины номинального напряжения . СО VI &0 Р 3 1 t 7