Устройство для оценки работоспособности материалов зубчатых передач Советский патент 1992 года по МПК G01M13/00 G01M13/02 G01N3/56 

Изобретение относится к испытаниям материалов.

Известен узел трения, состоящий из двух роликов со сквозными пазами в направлении оси, которые в поперечном сечении образуют зубья, что не соответствует реальным условиям работы зубчатой передачи.

Известно такое устройство, содержащее узел нагружения, корпус, установленные в нем валы с зубчатыми колесами различного диаметра, зубья которых имеют постоянные по высоте и переменные подлине механические свойства, причем упомянутые зубчатые колеса в процессе приработки осуществляют осевое перемещение друг относительно друга.

Недостатки такого устройства заключается в том. что осевое смещение не позволяет судить о степени износа конкретных взаимодействующих поверхностей, а для исследований необходимо изготовить значительное количество зубчатых колес.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний, сокращение трудоемкости, себестоимости и длительности испытаний

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для оценки работоспособности материалов зубчатых передач, содержащем узел нагружения и размещенные в корпусе на вращающихся валах зубчатые колеса, зубчатые колеса выполнены одинакового диаметра со сменными зубьями, закрепленными на них таким образом, что суммарные твердости поверхностей каждой пары контактирующих зубьев равны между собой, а твердость поверхности каждого зуба каждого колеса отлична от твердости поверхности соседнего зуба.

Применение сменных зубьев снижает расход металла на изготовление исследуемых образцов с разными механическими свойствами; одинаковые размеры колес повышают достоверность результатов испытаний поверхностей, взаимодействующих попарно только друг с другом равенством суммарных твердостей поверхностей каждой пары контактирующих зубьев достигаются их равномерные суммарные износы.

Х|

сл

00

ь. о со

чем обеспечивается работоспособность устройства на период испытаний.

На чертеже представлена схема устройства для оценки работоспособности материалов зубчатых передач.

Устройство для оценки работоспособности материалов зубчатых передач содержит узел нагружения и корпус (не показаны), зубчатые колеса 1 и 2 одинаковых размеров, закрепленные на валах 3 и 4, установленных в корпусе с возможностью вращения. Зубья 5 и б колес 1 и 2 выполнены сменными, твердость поверхности каждого зуба каждого колеса отлична от твердости поверхности соседнего зуба, а закреплены упомянутые зубья 5 и 6 на колесах 1 и 2 таким образом, что суммарные твердости поверхностей каждой пары контактирующих зубьев равны между собой, что поясняется следующим образом: при перемещении против хода часовой стрелки от зуба V в направлении К , зубья колеса 1 имеют убывающую величину твердостей их поверхностей, что условно отражается на круговой диаграмме 7. Более длинные отрезки дуг диаграмм 7 характеризуют большую твердость поверхностей находящихся под ними зубьев, и наоборот - короткие отрезки дуг диаграмм 7 характеризуют меньшую твердость зубьев. Таким образом, на участке 1s-К имеем:

HBi НВа ... НВк -1 НВк ; где HBV HEW; HBK« - HBmiri

На участке К -п зубья, в зависимости от твердости их поверхностей, размещены следующим образом:

НВк -и ... НВпМ НВп1, где иВкЧ - НВтях; НВп1 НВтщ.

На участке 1 - р колеса 2 зубья размещены в следующем порядке:

HBi Н8-/ ... НВР

ГДе HBl - PBmir,- HBp HBmaxНа участке р - т : НВр +1 НВрП+2 ... НВт ГДеНВр«+1 НВт1пН8т НВт8х.

При взаимодействии размещенных в таком порядке зубьев 5, 6 колес 1 и 2 суммар- ные твердости контактирующих поверхностей равны:

HBt1 + HBi НВг + ... HBn + Bmln + HBmax.

Исследование работоспособности материалов зубчатых передач осуществляется следующим образом.

Колеса 1 и 2 с закрепленными на них в соответствии - круговой диаграммой 7 зубьями 5 и 6 устанавливают на валах 3 и ,4 в корпусе. От узла нагружения осуществляется динамическое нагружение контактирующих поверхностей зубьев 5 и 6; колеса 1 и 2 вращаются с угловой скоростью а) Смазку зубьев 5 и б осуществляют в зависимости от цели исследований: твердую, жидкую, с включениями для возбуждения избирательного переноса и т.п. По мере работы устрой- 0 ства любым из известных способов измеряют величину износа; изучают и анализируют характер износа контактирующих поверхностей; исследуют изменение механических свойств поверхностей зубьев, оп- 5 редел я ют другие интересующие параметры. Таким образом, в процессе исследования множества различных зубьев в конкретных условиях накапливается богатый опытный материал, позволяющий выявить оптималь- 0 ное соотношение механических свойств поверхностей зубьев для конкретных условий работы, Износ же поверхностей зубьев 5 и 6 не сказывается на результате экспериментов до момента потери работоспособности 5 узла в целом, так как равенство суммарных твердостей взаимодействующих поверхностей каждой пары зубьев обеспечивает получение равных суммарных износов этих поверхностей. Одинаковые диаметры колес 0 1 и 2 обеспечивают постоянство контакта взаимодействующих поверхностей, что позволяет достоверно судить о влиянии конкретный поверхности на сопряженную с ней в конкретных условиях работы. 5 Экономический эффект обеспечивается за счет экономии металла, сокращения числа опытов и времени исследований, а также за счет достоверности полученных результатов. 0 Формула изобретения

Устройство для оценки работоспособности материалов зубчатых передач, содержащее корпус, установленные в нем с возможностью вращения валы, закреплен- 5 ные на них зубчатые колеса и узел нагружения, отличающееся тем, что, с целью повьчиения достоверности результатов испытаний, зубчатые колеса выполнены одинакового диаметра со сменными зубьями, 0 закрепленными на них так, что суммарные г-оверхности поверхностей каждой пары контактирующих зубьев равны между собой, а твердость поверхности каждого зуба каждого колеса отлична от твердости сосед- 5 него зуба.

Использование: испытательная техника. Сущность изобретения: на валах закреплены зубчатые колеса равного диаметра со сменными зубьями. Суммарные твердости поверхностей каждой пары контактирующих зубьев равны между собой, а твердость поверхности каждого зуба каждого колеса отлична от твердости соседнего зуба. 1 ил.