Способ исследования распределения нагрузки в зубчатых передачах Советский патент 1985 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть иснользовано при исследованиях и проектировании зубчатых передач.

Цель изобретения - повышение точности исследования за счет определения взаимного влияния элементов передачи на распределение нагрузки путем замены элементов передачи дубликатами из материала, имеющего меньшую жесткость, чем материал заменяемого элемента.

На чертеже изображен стенд для исследования распределения нагрузки в зубчатых передачах, реализующий предлагаемый способ.

Стенд содержит базовую плиту 1 с установленными на ней каретками 2, на которых крепятся с возможностью перемещения вдоль каретки опоры 3 с посаженными в них кольцами 4. В последних установлены с возможностью поворота валы 5-7, на которых закреплены, например, при помощи 1ППОНОК (не показаны) дубликаты зубчатых колес 8-10, имеющие меньшую жесткость, чем материал исследуемых колес, например, из плексиглаза. Ведущий вал 7 соединен муфтой с валиком (пе показан) стойки 11 нагружения. На другом конце валика крепится рычаг 12, фиксируемый домкратом 13. Выходной вал 5 зафиксирован от вращения посредством надетого на него рычага, контактирующего с упором 14. Стенд комплектуется набором плексиГлазовых деталей, являюн1,ихся дубликатами металлических остальных элементов передачи и измерительной системой 15, позволяющей определять распределение нагрузки вдоль контактных линий.

Способ осуществляется следующим образом.

Нагружение проводится с помощью домкрата 13, усилие от которого передается рычагу 12, который, поворачиваясь, вращает валик стойки 11 нагружения. Через муфту вращение передается ведущему валу далее, через шпонку - зубчатому колесу 8, зубья которого передают усилие зубьям второго колеса 9, зафиксированного от поворота на валу 6 шпонкой. Далее усилие через выходной вал 5 передается на упор 14. Измерительная система 15 регистрирует распределение нагрузки вдоль контактных линий. В случае металлических валов 5-7, колец 4

и шпонок распределение нагрузки обусловлено лишь податливостью зубьев колес 8-10 и деформациями кручения их тела.

Для исследования взаимного влияния остальных элементов передачи на распределение нагрузки последовательно заменяют металлические детали передачи на их дубликаты из плексиглаза. Например, с целью определения влияния изгиба вала металли,ческий вал заменяют его дубликатом из плексиглаза при металлических подшипниках и шпонке.

С целью исследования влияния деформации подшипников на распределение нагрузки в зацеплении металлические подшипники заменяют их дубликатами из плексиглаза при металлических вале и шпонке.

С целью исследования влияния способа крепления колеса на валу на распределение нагрузки в зацеплении металлическую шпонку заменяют ее дубликатом из плекси0 глаза при металлическом подшипнике и вале.

Наличие-металлических деталей передачи и их плексиглазовых дубликатов позволяет строить исследования по блочному принципу. В случае, когда стенд собран с металлическими деталями передачи, деформации этих деталей не учитывают, так как жесткость стали в 100 раз выше жесткости оргстекла.

При сборке стенда с плексиглазовыми деталями имеется возможность изучать влия0 ние деформации валов, подшипников и шпонки на распределение нагрузки в зацеплении по отдельности, в совокупности и в любой комбинации.

Экспериментальное изучение распределения нагрузки на стенде позволяет, моделируя любую реальную передачу, найти для нее оптимальное соотношение жесткостей ПОДШИГ1НИКОВ, оптимизировать величину расстояния между опорами и расположение колес между опорами, а варьируя указанными параметрами, можно добиться сниж.ения концентрации нагрузки в 1,2- 1,3 раза (в отдельных случаях и в 1,5 раза). Экспериментальное изучение на стенде проектируемых передач позволяет снизить коэффициент концентрации нагрузки 5 и точно определить его значение, снижая значение коэффициента запаса, что в свою очередь позволяет выбрать меньшие значения модулей.

СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ В ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧАХ, заключаюшийся в том, что устанавливают на валах исследуемой передачи дубликаты зубчатых колес, изготовленные из материала, имеюшего меньшую жесткость, чем материал исследуемых колес, и прикладывают нагрузку к одному из валов испытуемой передачи при одновременной фиксации другого вала, отличающийся тем, что, с целью повыше ния точности исследования за счет определения взаимного влияния элементов передачи на распределение нагрузки,-последовательно заменяют и другие элементы передачи дубликатами, изготовленными из материала, имеющего жесткость, идентичную жесткости дубликатов зубчатых колес, и измеряют распределение нагрузки вдоль контактных линий. (Л ;о О5