Способ испытания зубьев зубчатых колес Советский патент 1991 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, i может быть использовано при определении эксплуатсционных характеристик зубчатых колес и других сложнопрофильных изделий.

Целью изобретения является приближение условий испытаний к эксплуатационным.

На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит основание 1 с упорами (не показаны) для установки и фиксации испытуемого колеса 2, пульсатор (не показан) и нагружающий элемент 3. Последний выполнен в виде шарнирно связанного г основанием 1 двуплечего рычага с двумя сопряженными цилиндрическими рабочими поверхностями, размещенными нз разных плечах. Первая рабочая цилиндрическая поверхность предназначена для взаимодействия с поверхностью зуба испытуемого колеса 2 в зоне 4 однопарного зацепления и выполнена с радиусом,равным радиусу кривизны профиля зубя сопрягаемого колеса в полюсной зоне, доугая - в зоне 5 контакта на вершине зуба ч выполнена с радиусом кри- зизны,равным радиусу кривизны профиля зуба сопрягаемого колеса в начале активного участка. Пульсатор связан с одним из плеч нагружающего элзмента и выполнен двустороннего действия. Двуплечий рычаг выполнен с регулируемым отношением плеч, например, путем обеспечения перемещения его шарнирной связи с основанием 1 по рычагу между плоскостями, пергендику- лярными профилю зуба испытуемого колеса 2 в зонах 4 и 5. С последним в контролируемой точке, например в точке 6, связано устройство для контроля деформации, например, в пиде упругого элемента и тензи- сторов (не показаны).

Способ реализуется в следующей по- спедовагельности.

Испытуемое зубчатое колесо 2 устанавливают и фиксируют в опорах основания 1. Устанавливают заданное и постоянное для данного цикла нагружения сочетание нагрузок в зонах 4 и 5 зуб испыт /емого колеса 2 путем подбора требуемого соот- ношан -is теч нагружающего элемента 3 или регулировкой соотношения двусторонних усилий, прикладываемых к ему. Прикладывают к элементу 3 двустороннюю нагрузку при помощи пульсатора, обеспечивая в цикле нагружения в зоне 4 однопарного зацепления и еершине 5 испытуемого зуба колеса 2 последовательное

приложение и снятие сосредоточенных нагрузок, перпендикулярных его рабочей поверхности. Измерение деформаций в цикле нагружения осуществляют в точке 6 зуба

при помощи устройства для контроля деформации в моменты последовательного приложения и снятия элементом 3 нагрузки в зонах 4 и 5. Определяют относительную деформацию, являющуюся контролируе0 мым параметром, и по ее изменению от одного цикла нагружения к другому циклу нагружения судят о процессе накопления повреждений и его интенсивности . После достижения контролируемым параметром

5 заданного значения, например, допустимой величины относительной деформации или проведения требуемого числа циклов нагружения устанавливают другое соотношение величин сосредоточенных нагрузок

0 для зон 4 и 5, изменяя, например, отношение плеч нагружающего элемента 3 путем перемещения его шарнирной связи с основанием 1 по рычагу к зоне 5, и дополнительный цикл нагружения, и измерения

5 деформаций повторяют в указанной последовательности.

При таком определении процесса накопления повреждений можно судить о наличии поверждений в наиболее опасных, с

0 точки зрения возможности разрушения зубчатого колеса, зонах: ; у корня зуба и в его полюсной зоне. Регистрация процесса накопления повреждений в материале может вестись как для всей конструкции зу5 ба. так и для каждой опасной зоны отдельно. Для определения накопления повреждений в конкретной опасной зоне необходимо из величины деформации зуба, полученной при его нагружении в начале

0 активного участка (в этот момент свое влияние на деформацию зуба оказывают обе наиболее интенсивно повреждающиеся зоны), отделить величину деформации зуба, полученную в момент нагружения по5 люсной зоны (при этом влияние на деформацию зуба оказывает в основном повреждение у корня зуба). Это позволит оценить влияние на деформацию зуба повреждения полюсной зоны зуба. Отнеся

0 полученные значения к аналогичным в последующий цикл нагружения, можно судить о накоплении повреждения в опасных зонах зуба.

Испытания по данному способу прово5 дились для случая моделирования погрешностей сборки зубчатой пары, в частности для случая перекоса осей. При этом усилие в дополнительном цикле нагружения в зо- - контакта на вершине зуба составило V 6 кН (усилие, реализованное в аналогииной зоне в основном цикле нагружения, составило 9,2 кН), а в зоне однопарного зацепления в дополнительном цикле - 5,5 кН (при испытаниях в основном цикле нагружения - 4.6 кН).

Сравнение по количеству циклов нагружения испытываемого зуба зубчатого колеса до достижения заданного значения контролируемого параметра показало, что при дополнительном цикле нагружения эта величина составила 1.6-107 циклов, а при основном - 1,85-107.

Кроме того, наблюдение за процессом накопления повреждений в зубе позволяет выявить закономерности развития разрушения. Так, в основном цикле нагружения повреждения наблюдались преимущественно в зоне 4 однопарного зацепления, и выход испытываемых зубьев из строя про- исходил в указанной зоне. В то же время при дополнительном цикле нагружения первоначально процесс накопления повреждений более интенсивно происходил в зоне однопарного зацепления, а в конечной стадии испытании он наблюдался у корня зуба, где и происходили окончательные разрушения.

Формула изобретения

1.Способ испытания зубьев зубчатых колес, заключающийся в том, что устанавливают и фиксируют на основании испытуемое колесо, в цикле нагружения в зоне однопарного зацепления и вершине испытуемого зуба последовательно прикладывают перпендикулярно рабочей поверхности последнего и снимают две сосредоточенные нагрузки заданного соотношения и о накоплении повреждений судят по одному из контролируемых параметров, отличающийся тем, что, с целью приближения условий испытаний к эксплуатационным, в цикле нагружения измеряют деформации испытуемого зуба в одной из контролируемых точек в моменты нагружения испытуемых зон последнего, а за контролируемый параметр принимают разность измеренных деформаций от одного цикла нагружения к другому циклу нагружения.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что после достижения контролируемым параметром заданного значения, изменяют соотношение величин сосредоточенных нагрузок и испытания продолжают при дополнительном цикле нагружения, аналогичном основному.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при определении эксплуатационных характеристик зубчатых колес и других сложнопрофильных изделий. Цель изобретения - приближение условий испытаний к эксплуатационным путем учета влияния различного соотношения нагрузок, прикладываемых к рабочей поверхности зуба в испытуемых зонах, на накопление в нем повреждений. Испытуемое зубчатое колесо 2 устанавливают и фиксируют в опорах основания 1. Устанавливают заданное и постоянное для данного цикла нагружения сочетание нагрузок в зонах 4 и 5 зуба испытаемого колеса 2 путем подбора требуемого соотношения плеч нагружающего элемента 3. Пульсатором прикладывают к последнему двустороннюю нагрузку и измеряют последовательно деформации в контролируемой точке 6. По изменению деформации от одного цикла нагружения к другому циклу нагружения судят о накоплении повреждений. Для перехода на дополнительный цикл нагружения изменяют соотношение прокладываемых нагрузок. 1 ил.