Способ испытаний на усталость гибкого зубчатого колеса волновой передачи и установка для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G01N3/32 G01M13/02 

Изобретение относится к испытаниям и измерениям механических характеристик деталей машин и может быть ис подьзовано в общем и специальном машиностроении при испытаниях на усталость тонкостенных полых оболочек, преимущественно в редукторостроении при испытаниях гибких зубчатых колес волновых редукторов, мотор-редукторов и спецпередач для промышленных роботов.

Цель изобретения - повышение точности за счет воспроизведения реального пространственного изгиба гибкого зубчатого колеса.

На фиг. приведена схема нагруже- ния образца-аналога; на фиг. 2 - схема крепления и перемещения образца- аналога, разрез по оси образца; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

Установка для испытаний на усталость гибкого зубчатого колеса волновой передачи состоит из основания 1, установленного на нем вибровозбудите- ля с захватом 2 для тонкостенной (пластинчатой) части образца-аналога 3, изготовленного из обода, окончательно обработанного гибкого колеса с зубчатым венцом путем разрезки обода колеса вдоль образующей на отдельные сегментные образцы с обеспечением на каждом образце четного числа зубьев при длине тонкостенной части сегмента 1 не менее расстояния от основания зубчатого венца до места крепления гибкого колеса к валу. На зубчатом венце образца-аналога 3 установлены два захвата в виде рычагов 4 и 5 со скобами 6 и 7, парой жестких зубчатых сегментных накладок 8 и 9 и гладких сегментных накладок 10 и 11. Зубчатые сегментные накладки 8 и 9 выполнены из жесткого колеса волновой передачи, составляющего кинематичес- кую пару с гибким колесом, путем разрезки жесткого колеса вдоль образующей с образованием на каждой жесткой накладке нечетного числа зубьев не менее Z (п - 2)/2, где п - четное число зубьев на образце-аналоге 3, Зубчатые сегментные накладки 8 и 9 контактируют с зубчатой поверхностью, а гладкие сегментные накладки 10 и 11 контактируют с гладкой поверхностью образца-аналога 3 так, что между ними расположена только одна средняя впадина 12 между зубьями образца-аналога. Сегментные накладки установлены

o д 5

5

попарно - зубчатая и гладкая в соответствующих зевах скоб 6 и 7 и поджаты винтами 13 и 14. На рычагах 4 и 5 с возможностью перемещения вдоль оси рычагов и фиксации положения установлены поперечины J5 и 16, оси которых параллельны оси X - X захвата 2. На поперечинах 15 и J6 с возможностью перемещения вдоль оси поперечин и фиксации положения установлены грузы J7 и 18.

Способ осуществляют следующим образом.

Гибкое колесо -в виде полого стакана с диаметрсгм 80 мм от волнового мотор-редуктора типоразмера 21ТВз-80 разрезают на 1 0 частей и образуют 10 образцов-аналогов 3 длиной 76 мм, шириной 22 мм с зубчатым венцом, содержащим 18 зубьев и 17 впадин. Зубчатые сегментные накладки 8 и 9 шириной 1J мм изготавливают разрезкой из жесткого зубчатого колеса с внутренним диаметром 83,4 мм и с числом зубьев более 8. Длина рычага 1г 90 мм,масса рычага с грузом m 128 г. Используют вибровозбудитель ВЭДС-200. Образец-аналог 3 зажимают в захватах. Вибровозбудителем вызывают вертикальные колебания захвата 2, нагружают образец циклическим изгибом в плоскости, параллельной образующим зубьев (направление колебаний Y - Y). Это вызывает колебания рычагов 4 и 5 с грузами 17 и 18 в плоскости, перпендикулярной образующим зубьев (направление К - К), которые нагружают образец- аналог изгибом в данной плоскости, причем изгиб локализуется в центральной впадине 12 между зубьями образца- аналога и изменяется синхронно с изгибом в плоскости, параллельной образующим зубьев. Циклическое нагружение осуществляют в резонансном режиме с частотой, равной частоте вращения генератора волн в волновой передаче. Захват 2 локализует изгиб в галтель- ном переходе от зубчатого венпа образца-аналога к его пластинчатой части. Циклическое нагружение осуществляют до падения собственной частоты колебаний системы (резонансной частоты ) на 5%. При этом фиксируют число циклов нагружения по счетчику, снимают образец-аналог, визуально фиксируют и замеряют продольную трещину во впадине 12. По результатам испытаний образцов-аналогов из одного гибкого колеса строят кривую усталости и определяют предел выносливоети .гибкого колеса.

Формула изобретения

1.Способ испытаний на усталость гибкого зубчатого колеса волновой передачи,, заключающийся в том, что образцы-аналоги в виде зубчатого сегмента нагружают циклическим изгибом

в плоскости, перпендикулярной образующим зубьев, и определяют предел выносливости гибкого зубчатого колеса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, образцы- аналоги изготавливают из одного .гибкого колеса путем его разрезки вдоль образующей, используют образцы-аналоги с четным числом зубъев, изгиб локализуют в средней впадине между зубьями и синхронно с ним подвергают образцы-аналоги дополнительному изгибу в плоскости, параллельной образующим зубьев, с частотой, равной частоте вращения генератора волн в волновой передаче, а предел выносливости определяют с учетом усталостных характеристик всех образцов-аналогов.

2.Установка для испытаний на усталость гибкого зубчатого колеса

волновой передачи, содержащая основаг ние и установленные на нем вибровоз- будитель и два захвата для соответствующих концов зубчатого венца образцов-аналогов, один из которых связан с вибровозбудителем, отличающаяся тем, что.она снабжена третьим захватом для.пластинчатых частей

0 образцов-аналогов, связанными с соответствующими захватами парами жестких зубчатых и гладких сегментных накладок, предназначенных для связи соответственно с зубчатой и гладкой по5 верхностью соответствующих концов зубчатого венца образцов-аналогов, двумя рычагами, двумя параллельными оси третьего захвата поперечинами и двумя грузами, один из концов каждо0 го из рычагов закреплен на соответствующем захвате, на другом конце каждого рычага установлена с возможностью перемещения и фиксации положения соответствующая поперечина, на кото5 рой с возможностью.перемещения вдоль нее и фиксации положения установлен соответствующий груз, а сегментные накладки каждой пары установлены симметрично относительно оси третьего

0 захвата, .с которым связан вибрЧэвозбу- дитель.

Изобретение относится к испытаниям деталей машин, а именно к испытаниям на усталость гибкого зубчатого колеса волновой передачи, и позволяет повысить точность за счет воспроизведения реального пространственного изгиба гибкого зубчатого колеса. Образцы-аналоги 3 в виде зубчатого сегмента синхронно нагружают циклическим изгибом в плоскостях, перпендикулярной и параллельной образующим зубьев, изгиб локализуют в средней впадине между зубьями. Частота нагружения равна частоте вращения генератора волн в волновой передаче. Изгиб осуществляют с помощью рычагов 4 и 5, на которых установлены с возможностью перемещения вдоль их оси и фиксации поперечины 15 и 16. На поперечинах установлены с возможностью перемещения вдоль их оси и фиксации грузы 17 и 18. Образец зажат в захвате 2, который связан с вибровозбудителем. На зубчатой части образца-аналога установлены зубчатые сегментные накладки, на гладкой поверхности установлены гладкие сегментные накладки таким образом, что свободной остается только средняя впадина между зубьями. Образец-аналог выполняют из гибкого зубчатого колеса путем разрезки его вдоль образующих с образованием в его зубчатой части четкого числа зубьев. По результатам испытаний образца-аналога определяют предел выносливости гибкого колеса. 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг.2

0

55

4

Редактор И.Горная

Составитель Г.Савин Техред Л.Олийнык

Заказ 1057

Тираж 503

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

.8

frs

0

«

Корректор О.Пиппе

Подписное