Стенд для испытания зубчатых колес при динамических нагрузках Советский патент 1992 года по МПК G01M13/02 

Риг.З

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, может быть использовано для испытаний зубьев зубчатых колес при знакопеременных режимах нагружения и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 868405.

Известен стенд, нагружающее устройство которого включает неподвижный корпус с резьбовой крышкой и расположенным внутри цилиндрическим упором с клиновой прорезью (пазом) на торце, в которой фиксируется нагружаемый зуб испытуемого зубчатого колеса, установленный в подшипниковых опорах неподвижного кронштейна торсионный вал со шлицевым крнцом, на котором закрепляется зубчатое колесо, нагружаемый знакопеременным крутящим моментом рычаг на другом конце вала, винт для регулирования положения упора.

Недостатком данного стенда является недостаточная точность испытаний, что обусловлено отсутствием устройств для ограничения усилия нажатия регулировочного винта, передаваемого через упор зубу. Другим недостатком является отсутствие возможности анализа структуры излома после поломки зуба, так как зуб после поломки не проворачивается в прорези и не выпадает. При этом места излома как на зубе, так и на зубчатом колесе, имеющие как правило выпуклости к центру колеса, пластически деформируются в условиях действия значительного распорного усилия несколькими затирающими возвратно-поворотными движениями зубчатого колеса, совершаемыми по инерции привода после его автоматического отключения при поломке зуба.

Цель изобретения -обеспечениеточности испытаний и возможности анализа структуры поверхности излома зуба при испытаниях зубчатых колес.

Цель достигается тем, что стенд для испытания зубчатых колес при динамических нагрузках снабжен механизмом статической нагрузки, выполненным в виде цилиндрического корпуса с двумя сопряженными соосными отверстиями разного диаметра, большее из которых с резьбой, установленной в последнем резьбовой крышкой с осевым торцовым отверстием, размещенного в меньшем отверстии цилиндрического корпуса с возможностью осевого перемещения стакана с осевым резьбовым отверстием на торце, установленного в последнем и в осевом торцовом отверстии резьбовой крышки регулировочного винта, взаимодействующего с торцом последнего и размещенного в стакане с возможностью осевого перемещения своим хвостовиком вилочного толкателя и упругого элемента, связывающего резьбовую крышку с торцом стакана, а нагружающий элемент выполнен в виде установленного в вилке вилочного толкателя цилиндра с продольным клиновым пазом, предназначенным для размещения зуба испытуемого зубчатого колеса, а геометрическая продольная ось цилиндра совмещена с

0 линией пересечения плоскостей, перпендикулярных к линиям контакта боковых поверхностей продольного клинового и рабочих поверхностей зуба паза испытуемого колеса.

5 На торце стакана выполнено диаметральное утолщение, имеющее возможность взаимодействия с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, образованной плоскостью, разделяющей два соосных

0 сопряженных отверстия разного диаметра и им перепендикулярной.

На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг, 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

5 Стенд состоит из цилиндрического корпуса 1, снабженного резьбовой крышкой 2 с контргайкой 3 на одном конце и внутренним кольцевым буртом 4 на другом, а также шпоночной канавкой 5. В корпусе 1 размещен

0 упругий элемент, например пружина 6, опирающаяся одним концом на торец резьбовой крышки 2, а другим на днище стакана 7, также размещенного в корпусе и соединенного с последним шпонкой 8.

5 Днище стакана имеет центральное резьбовое отверстие 9, в которое вворачивается регулировочный винт 10, упирающийся своим концом в торец цилиндрического хвостовика 11 вилочного толкателя 12. Вилка 13

0 вилочного толкателя 12 опирается на нагружающий элемент 14. В упоре выполнен продольный клиновый паз 15, в котором размещается испытуемый зуб 16. зубчатого колеса. Зубчатое колесо 17 закрепляется на

5 одном конце торсионного вала 18, на другом конце которого закрепляется рычаг 19, нагружаемый знакопеременным крутящим моментом Мкр. Торсионный вал 18 закреплен, в свою очередь, через опорные под0 шипники на кронштейне 20.

Основание 21 корпуса 1 закреплено в радиальном относительно центра испытуемого зубчатого колеса положении вдоль плоскости симметрии испытуемого зуба на

5 кронштейне 20 с помощью болтов 22, расположенных в кольцевом пазе 23. и центрового отверстия для установки на корпусной втулке 24 подшипника торсионного вала.

Работа устройства заключается в регулировании с помощью винта 10 выдвижения

толкателя 12 с хвостовиком 11 до контакта с испытуемым зубом зубчатого колеса 17, момент достижения которого фиксируется по резкому возрастанию момента сопротивления вращения регулировочного винта 10 в связи с тем, что между буртиком 4 и опорной поверхностью стакана 7 образуется зазор и действующее на стакан 7 усилие сжатия пружины 6, воспринимавшееся ранее кольцевым буртиком 4, начинает на- гружать винт. Винт окончательно устанавливается непосредственно в предшествующем этому положении, что позволяет исключить нагрузку на испытуемый зуб 16 при нулевом значении нагружающего мо- мента на рычаге 19 и зубчатом колесе 17 и ограничить ее величиной, соответствующей моменту на колеса 17, отличному от нуля. Расположение геометрической оси нагружающего элемента 14 в точке пересечения перпендикуляров к боковым сторонам паза 15 в местах контакта с боковыми сторонами зубьев исключает возможность эксцентричного приложения нагрузки к упору и создания сосредоточенного изгиба- ющего момента на вершине зуба, защемленной в пазе 15.

При поломке зуба он выводится из контакта со своим основанием на зубчатом колесе поворотом нагружающего элемента 14 одновременно с поворотом зубчатого колеса (фиксация положения которого этим зубом прекращена) под действием нагружающего момента испытаний. Распорное усилие между отделившимся зубом и его основанием на зубчатом колесе ограничено при этом усилием сжатия пружин.

Предлагаемый стенд по сравнению с известным обеспечивает точность испытаний исключением постоянного нагружения зуба при нагружающем моменте на рычаге, равном нулю, точность анализа структуры излома зуба исключением пластического деформирования поверхности излома путем выведения отделившегося зуба из кон- такта с его основанием на зубчатом колесе (поворотом упора с отделившимся после поломки зубом) при ограничении распорного усилия между зубом и колесом величиной силы сжатия пружины.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1.Стенд для испытания зубчатых колес при динамических нагрузках по авт. св. № 868405, отличающийся тем, что, с целью повышения точности результатов испытаний, он снабжен механизмом статической нагрузки, выполненным в виде цилиндрического корпуса с двумя сопряженными соосными отверстиями разного диаметра, большее из которых с резьбой, установленной в последнем резьбовой крышкой с осевым торцовым отверстием, размещенного в меньшем отверстии цилиндрического корпуса с возможностью осевого перемещения стакана с осевым резьбовым отверстием на торце, установленного в последнем и в осевом торцовом отверстии резьбовой крышки регулировочного винта, взаимодействующего с торцом последнего и размещенного в стакане с возможностью осевого перемещения своим хвостовиком вилочного толкателя и упругого элемента, связывающего резьбовую крышку с торцом стакана, нагружающий элемент выполнен в виде установленного в вилке вилочного толкателя цилиндра с продольным клиновым пазом, предназначенным для размещения зуба испытуемого зубчатого колеса, а геометрическая ось цилиндра совмещена с линией пересечения плоскостей, перпендикулярных к линиям контакта боковых поверхностей продольного клинового паза и рабочих поверхностей зуба испытуемого зубчатого колеса.

2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что на торце стакана выполнено диаметральное утолщение, имеющее возможность взаимодействия с внутренней поверхностью цилиндрического корпуса, образованной плоскостью, разделяющей два соосных сопряженных отверстия разного диаметра и им перпендикулярной.

SO

041 iT l l Qs --HZIID

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, может быть использовано для испытания зубьев зубчатых колес при знэкоперемен/4 ных режимах нагружения и является усовершенствованием стенда по авт. св. NJ 868405. Целью дополнительного изобретения является повышение точности результатов испытаний. При знакопеременном нагруже- нии исключается пластическая деформация поверхности излома путем выведения отделившегося зуба из контакта с его основанием на испытуемом зубчатом колесе поворотом поступающего элемента 14 с клиновым пазом 15, в котором размещен испытуемый зуб 16, при ограниченном распорном усилии между зубом 16 и колесом за счет силы сжатия пружины. Величина сжатия пружины, передаваемая на упор 14 через стакан и толкатель 12, регулируется винтом 10,1 з.п.ф-лы, 3 ил. Ю