Способ испытания зубчатых колес на выносливость при изгибе Советский патент 1987 года по МПК G01M13/02 

1 13

Изобретение относится к машиност роению, а именно к испытательной технике и может быть использовано при j испытаниях зубчатых колес силовых передач и определения их усталостных характеристик.

Цель изобретения - сокращение продолжительности испытаний за счет наг- ружения на одном серийно изготавливаемом зубчатом колесе различных зубьев отличающейся по величине нагрузкой при обеспечении полной идентичности условий испытаний для каждо го зуба.

На фиг, 1 изображена Схема устройства для испытания зубчатых колес| на фиг. 2 - вид А на фиг, 2.

Устройство для испытания зубчатых колес на изгибную выносливость зубьев состоит из нагружающего зубчатого элемента, например сектора 1, связанного с ним силового гидроцилиндра 2, зубчатого колеса 3, устанавливаемого соосно с испытываемым зубчатьм колесом 4 и имеющего меньшую толщину и большую ширину зубьев, нагружающего устройства, например порошкового тормоза 5, связанного с органом управления нагрузкой (не показан) например электронно-вычислительным управляющим .центром.

Чтобы исключить попадание поломанных зубьев в зацепление, устройство устанавливается горизонтально.

При реализации способа устройство работает следуюш 1м образом

При испытаниях испытываемое зубчатое колесо 4 устанавливается на одной оси с зубчатым колесом 3 так, чтобы оси симметрии зубьев совпадали, и вводят в зацепление с нагружающим сектором 1.

Прикладывают к валу испытуемого колеса 4 постоянный нагружающий момент при помощи тормоза 5. Гидроцилиндрам 2 сектору 1 задают возвратно-поступательные колебания с амплитудой, обеспечивающей его зацепление с заданным нагружаемым числом зубьев например 4-6, испытуемого колеса 4, и поворачивают последнее , cpj -uif, где 0°, а btp - ,

где п - число уровней нагружения.

При достижении угла испытуемое колесо 4 останавливают, снимают с него нагрузку выключением тормоза 5 и возврашают в исходное положение на

17302 2

холостом ходу при помощи сектора 1 и ги,цроцилиндра 2.

Тормоза 5 увеличивают нагружающий момент на испытуемом колесе 4 до ве5 личины, равной Т, Т; + ДТ, , где йТ выбирают по следующей зависимости;

ЛТ Т;

(i-i-) -1|,

где Т - нагружающий момент на испытуемом колесе при наработке циклов 5

N; - заданное число циклов нагружения при данном уровне .Tj ;

1еТ; - показатель, определяющий ин° тенсивность воздействия нагрузки,

и повторяют циклы нагружения до достижения требуемой величины контролируемого параметра, например заданного числа циклов NJ требуемого уровня нагружения или поломки зубьев. Затем гидроцилиндром 2 увеличивают амплитуду колебаний сектора 1 и, тем самым, поворот испытуемого колеса 4 на угол 4 jt( 4 i Ч э а & Ц) выбирают по той же

зависимости йЦ| , где п - чисТ1

ло уровней нагружения. Это обеспечивает зацепление и нагружение за одно движение сектора 1 увеличенного числа зубьев испытуемого колеса 4, например на 4 - 6. Для этих зубьев количество циклов нагружений и начальньш уровень нагрузок исчисляется с момента увеличения амплитуды сектора 1. Испытания продолжаются до достижения требуемого значения контролируемого параметра на всех зубьях испытуемого колеса 4.

45

50

55

Если за контролируемый параметр принимается потеря работоспособности (поломка зуба), то при разрушающих испытаниях синхронизирующие зубья зубчатого колеса 3, имеющие меньшую толщину и большую ширину, не нагружаются до поломки зубьев испытуемого зубчатого колеса 4. В случае поломки зубьев зубчатого колеса 4 зацепление сектора 1 с нагружением переходит на зубья зубчатого колеса 3, что исключает проскальзывание и выход из стро зацепления.

После поломки заданного числа зубьев полученные результаты обрабатываются исходя из заданного закона

возрастания нагрузки начальных уровней ,,, Т2„„„, Т,„„,, нагружений Т.макс Тг«с,к.. ,„ при которых про- изошло разрушение зубьев, и числа циклов нагружений до разрушения, что обеспечивает расчет характеристик . кривой усталости и ее построение.

Способ ускоряет проведение испытаний серийно изготавливаемых зубчатых колес без какой-либо предварительной их подготовки и обеспечивает нагружение различных групп зубьев отличающейся по величине нагрузкой, что позволяет после завершения испытания одного зубчатого колеса построить кривую усталостио Одновременно при проведении испытаний для различных групп зубьев и уровней нагружения

контролируемых парме чающийся тем сокращения продолжит ний, испытуемое коле

- ном нагружающем моме вают нагружающим эле tf; 4 44 где ti g навливают, снимают н вращают в исходное п

Ш увеличивают нагружаю личины ;, Т; +йТ лы нагружения до пол го значения контроли ра, затем поворачива

15 уголср - j ют испытания до полу бьях испытуемого ко значения контролируе а величины дТ и uq

обеспечивается идентичность условий

испытаний (материала зубчатого коле- 20 ДУющим зависимостям: са, режимов испытаний, условий нагружения, погрешностей изготовления и т.д.), что позволяет повысить точность испытаний.

ЛТ Т;+ Г(1 -ь --: 2fi-

л,- --.

Фор м у ла изобретения

Способ испытания зубчатых колес на выносливость при изгибе, заключающийся в том, что испытуемое колесо вводят в зацепление с нагружающим зубчатым элементом, прикладьшают к испытуемому колесу постоянньй нагружающий момент, увеличивают величину нагружающего момента и оценивают соединение зубчатых колес по одному из

контролируемых парметров, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний, испытуемое колесо при постоянном нагружающем моменте Т; поворачивают нагружающим элементом на угол tf; 4 44 где ti g О, затем останавливают, снимают нагрузку и возвращают в исходное положение q О,

увеличивают нагружающий момент до величины ;, Т; +йТ и повторяют циклы нагружения до получения требуемого значения контролируемого параметра, затем поворачивают испытуемое колесо а уголср - j +&qi и продолжают испытания до получения на всех зубьях испытуемого колеса требуемого значения контролируемого параметра, а величины дТ и uq выбирают по слеУющим зависимостям:

ЛТ Т;+ Г(1 -ь --:-) -ll и 2fi-

л,- --.

где Т - нагружающий момент на испытуемом зубчатом колесе при наработке Nj/ циклов; N: - заданное число циклов наг- ружения при данном уровне

TI ;;

п - ЧИСЛО уровней нагружения;

показатель, определяющий i интенсивность возрастания нагрузки.

фие.2

ВНИИПИ Заказ 2414/37 Тираж 776

Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытаниях зубчатых колес силовых передач при определении усталостных характеристик. Цель изобретения- сокращение продолжительности испытаний путем нагружения на одном серийно изготавливаемом зубчатом колесе : различных зубьев отличающейся по величине нагрузкой при обеспечении полной идентичности условий испытаний для каждого зуба. Согласно способу вводят в зацепление с нагружающим сектором 1 испытуемое зубчатое колесо 4 и прикладывают к последнему постоянный крутящий момент тормозом 5, Сектором 1 поворачивают колесо 4 на угол cf; cf + дс,. где ; uq 21T /n, где n - число уровней нагружения. При достижении угла cf, колесо 4 останавливают, снимают нагрузку и возвращают в исходное положение. Увеличивают нагружающий момент на дТ, определенный по выявленной зависимос- ,ти, и повторяют циклы нагружения до достижения требуемой величины контролируемого параметра. Затем увеличивают угол поворота колеса на fcT и т.д. Испытание продолжают до достижения требуемого значения контролируемого параметра на всех зубьях испытуемого колеса. 2 ил. с ю (Л