Способ определения нагрузочного режима при форсированных испытаниях мелкомодульных зубчатых передач Советский патент 1987 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, именно к испытательной технике и может быть использовано при определении нагрузочного режима испытаний для сравнительной оценки работоспособности вновь проектируемых мелкомодульных зубчатых передач ускоренным методом.

Целью изобретения является повышение достоверности путем приближения динамических условий функционирования испытуемой передачи в испытательном и эксплуатационном режимах.

На фиг. 1 изображена осциллограмма колебательного процесса, сопровождающего функционирование мелкомодульной зубчатой пары, входящей в состав реального многоступенчатого привода при частоте вращения на шестерне и моменте на ведомом зубчатом колесе, соответствующим эксплуатационным условиям; на фиг. 2. и 3 - осциллограммы колебательных процессов, сопровождающих работу мелкомодульной зубчатой передачи на различных ступенях на- гружения по частоте вращения при сохранении постоянным момента на выходном валу, равным моменту в эксплуатационных условиях; на фиг. 4 - кривая изменения коэффициента Кг, характеризующего продолжительность функционирования передачи в режиме размыкания активных поверхностей зубьев в общей продолжительности функционирования передачи за базовое число оборотов; на фиг. 5 - устройство, реализующее способ определения нагрузочного режима при форсированных испытаниях мелкомодульных зубчатых передач.

На фиг. 1-4 приняты следуюнАие обозначения;

tj - отметка времени на осциллограмме, записанной на i-й ступени нагружения (с увеличением частоты вращения t/ уменьшается), где i 1, 2,..., i, ...; 1;

f - отметка оборота на i-й ступени нагружения по частоте вращения;

5t r,- - текущая продолжительность функционирования передачи в режиме размыкания активных поверхностей зубьев на i-й ступени нагружения по частоте вращения;Stxj - текущая продолжительность функ- ционирования перелТ.ачи в режиме замыкания на i-й ступени нагружения по частоте вращения;

Т - общая продолжительность функционирования передачи на i-й ступени нагру

жени.я по частоте вращения;

k - коэффициент, характеризующий продолжительность функционирования передачи в режиме размыкания в общей продолжительности функционирования передачи за базовое число оборотов, причем

. i: с(1)

t Si-f-j

л. г Z

0

5

5

где S - число элементарных участков, соответствующих режиму размыкания на i-й ступени нагружения. Способ определения нагрузочного режима при форсированных испытаниях мелкомодульных зубчатых передач реализуется при помоц;и устройства, содержащего ста- ,билизированный источник 1 питания, электрически связанный через испытуемую зубчатую передачу, состоящую из колес 2, 3 с 0 согласующим усилителем 4 и электроннолучевым шлейфовым осциллографом 5. С осциллографом 5 связан импульсный датчик 6 и генератор 7 электрических сигналов. Импульсный датчик 6 паралельнр связан с частотомером-хронометром 8. К ве- дущему колесу 2 испытуемой передачи присоединяется через упругую муфту приводной электродвигатель постоянного тока, связанный с блоком управления (не показаны), а к ведомому 3 - нагружающее устройство, например, электромагнитного типа, связанное также с блоком управления (не показаны) .

Способ определения нагрузочного режима при форсированных испытаниях реализуется следующим образом.

Приводной электродвигатель постоянного тока по команде от блока управления создает на валу ведущего зубчатого колеса 2 постоянный крутящий момент с частотой вращения, соответствующей режиму функционирования испытуемой зубчатой передачи в составе реального привода.

Нагружающее устройство по команде от блока управления создает на ведомом зубчатом колесе 3 постоянный тормозной момент, соответствующий нагрузке на ведомом зубчатом колесе 3 испытуемой передачи при функционировании в составе реального привода.

Включается стабилизированный источник 1 питания, напряжение с которого через испытуемую зубчатую передачу подается на вход согласующего усилителя 4 и далее - на вход осциллографа 5, на который подается сигнал, частота которого равна или в целое число раз больше час- СТ01-Ы вращения ведущего вала испытуемой передачи. Визуально частота вращения контролируется по показаниям частотомера- хронометра 8, связанного с импульсным датчиком 6. С генератора 7 электрических сигналов на вход осциллографа 5 поступает сигнал, частота которого, соответствует частоте пересопряжения зубьев на заданной частоте враца,ения зубчатого колеса 2. Производится запись колебательного процесса, сопровождаюпхего функционирование испытуемой зубчатой передачи и. так как опоры валов зубчатых колес 2, 3, расположенные в платах корпуса механизма, электрически изолированы, обеспечивается регистрация замкнутого и разомкнутого состояния активных поверхностей зубьев при

0

5

0

0

55

функционировании испытуемой передачи за базовое число оборотов зубчатого колеса 2.

Затем по команде блока управления увеличивают частоту вращения зубчатого колеса 2 на величину, определяемую программой испытаний, сохраняя постоянным тормозной момент на валу зедомого колеса 3. Повторно производится запись колебательного процесса, сопровождающего функционых поверхностей зубьев в общей продолжительности функционирования передачи за базовое число оборотов, численно выражаемая коэффициентом kjv (1), и строится график зависимости коэффициента kr от частоты вращения.

Режим форсированных испытаний мелко модульных зубчатых передач выбирают в области частот вращения вала зубчатого колеса 2 испытуемой зубчатой передачи, где

нирование испытуемой передачи. Цикл испы- 10 характер колебательного процесса близок таний повторяется. В ходе испытаний прихарактеру колебаний в нормальном эксплу

ступенчатом нагружении по частоте вращения сохраняется постоянной средняя скорость роста нагружающего фактора на каждой ступени нагружения, равная

атационном режиме П|, он носит устойчивый характер и значения коэффициента kr, близ)5

ки к его значениям в эксплуатационных условиях - режимы nf:, (фиг. 4).

ос , const о

(2)

где п, - частота вращения вала зубчатого

колеса 2 на i-й ступени нагружения; п,|-частота вращения вала зубчатого колеса 2 на i-1 ступени нагружения;

(5N,. - число циклов нагружения зубчатого колеса 2 на данной ступени нагружения.

Испытания ступенчатым нагружением оканчиваются при достижении частоты вращения зубчатого колеса 2 испытуемой зубчатой передачи, определяемой либо программой испытаний, либо техническими возможностями испытательного стенда.

По результатам испытаний на каждой ступени нагружения определяется продолжительность функционирования испытуемой передачи в режиме размыкания актив

I I I I 1 и I I I I I I I I I I и М I I I I (1(1

ных поверхностей зубьев в общей продолжительности функционирования передачи за базовое число оборотов, численно выражаемая коэффициентом kjv (1), и строится график зависимости коэффициента kr от частоты вращения.

Режим форсированных испытаний мелкомодульных зубчатых передач выбирают в области частот вращения вала зубчатого колеса 2 испытуемой зубчатой передачи, где

характер колебательного процесса близок характеру колебаний в нормальном эксплу

характер колебательного процесса близок характеру колебаний в нормальном эксплу

атационном режиме П|, он носит устойчивый характер и значения коэффициента kr, близ)5

ки к его значениям в эксплуатационных условиях - режимы nf:, (фиг. 4).

Формула изобретения

o

0

Способ определения нагрузочного режима при форсированных испытаниях мелкомодульных зубчатых передач, заключающийся в том, что к выходным валам испытуемой передачи прикладывают соответствующие эксплуатационные постоянные крутящий и тормозной моменты, и определяют продолжительность режима размыкания ак- 5 тивных поверхностей зубьев, отличающийся тем, что, с целью повыщения достоверности, ступенчато изменяют частоту вращения испытуемой передачи при постоянном тормозном моменте, определяют обп1ую продолжительность режима размыкания на каждой ступени нагружения за базовое число оборотов, сравнивают между собой и по результатам сравнения определяют нагрузочный режим при форсированных испытаниях.

vM

I Л, |V4«0

IVMH,

П

-ГЬ

V4«0

контакт

IVMH, VMiA«4W vW4 Aj ri АЧ AVVVV A

JUUI

лИмОч-M V i rtn-Vvs

М

О

Размыкания

Stk

tpus.r

Л

J.I

Фив. 2 Tf2

tf

Й1

«м.

и

«м

r

fiS

ЛИ

л;

фи.З

Продотительность (рункционироЗания в режиме

Шцая продолмательность процесса

Риг.4nfiп, /нин

Частота Ьращени. я

доставитель М. Левинскнй

Редактор Н. ШвыдкаяТехред И. ВересКорректор М. , 1емчик

Заказ 374; 43Тираж 777Подписное

BlillllllH Государственного комитета (Х СР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж--35, { ауи1ская наб., д. 4/5 Производствеино-ио.мнграфнческое иредприятне, i . Ужгород, ул. Проектиая. 4

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при определении нагрузочного режима испытаний для сравнительной оценки работоспособности вновь проектируемых мелкомодульных зубчатых передач ускоренным методом. Целью изобретения является повышение достоверности путем приближения динамических условий функционирования испытуемой передачи в испытательном и эксплуатационном режимах. При выявлении режима испытаний, адекватного эксплуатационному, прикладывают к валам испытуемой передачи крутящий и тормозной моменты, соответствующие эксплуатационным, и определяют общую продолжительность режима размыкания активных поверхностей зубьев за базовое число оборотов, ступенчато изменяют частоту вращения ведущего зубчатого колеса 2 при неизменном тормозном моменте и определяют общую продолжительность режима размыкания на каждой ступени за то же базовое число оборотов, и за адекватный режим испытаний принимают наиболее близкое к эксплуатационному соотношение продолжительности режима размыкания к обшей продолжительности функционирования передачи за базовое число оборотов. 5 ил. ю (О 9LLZ.5 со 00 ел ts: 05