Стенд для испытаний на ударную выносливость зубчатых колес Советский патент 1993 года по МПК G01M13/02 

сл

с

Использование: машиностроение, испытательная техника. Сущность изобрете- ния: стенд для испытаний на ударную выносливость зубчатых колес, содержит корпус, привод, связанный с ним кривошип, нагружающий элемент с дополнительным приводом на валу которого закреплен кулачок. Выжимной рычаг и опора для установки испытуемого элемента, установлены на демпфирующих опорах, причем рычаг установлен с возможностью взаимодействия одним своим концом с кулачком, а к другому концу рычага прикреплена гибкая связь с под- вешенным на ней нагружающим элементом. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при ударно-усталостных испытаниях зубьев зубчатых колес силовых передач на изгиб и цилиндрических роликов, имитирующих взаимодействие зубьев на контакт.

Цель изобретения - повышение точности испытаний и возможность испытания зубчатых колес на ударную контактную выносливость.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемого стенда при настройке его для проведения ударных испытаний на контактную выносливость, когда рабочие поверхности испытательных роликов имитируют рабочие поверхности зубьев зубчатых колес; на фиг 2 - для ударных

испытаний на изгибную выносливость зубьев зубчатых колес.

Стенд содержит корпус 1, на котором закреплен дополнительный привод 2 с кулачком 3, опору 4, на которой установлен подьемный рычаг 5, одно плечо которого кинематически связано с кулачком 3, а угловое перемещение другого плеча рычага 5 ограничивается демпфером 6. соединено посредством гибкой связи 7 с ударным элементом, в случае испытаний на ударную кон- тактную выносливость (фиг. 1) выполненным в виде ударного рычага 8 с установленным на нем ударным роликом 9, а случае испытаний на ударную изгибную выносливость (фиг. 2) - в виде прижима 10. При первой наладке (фиг. 1) испытуемый элемент выполнен в виде ролика 11, во втосоto

v|

ел о

N5

ром (фиг. 2) - в виде зубчатого колеса 12, установленного на валу 13. Испытуемый элемент размещен на упруго-демпфирующей опоре 14, оснащенной упругими 15 и демпфирующими элементами 16 и установленной на корпусе 1.

Испытуемый элемент в виде ролика 11 (фиг. 1) посредством вала 17 связан с криво- шипно-шатунным механизмом 18, соединенным с приводом 19. Причем кривошип 20 выполнен с возможностью изменения его рабочей длины и фиксирования ее с ло- мощью винта 21. Положение опоры 4 подъемного рычага 5 регулируется с помощью винта 22.

Стенд работает следующим образом.

В случае испытаний на контактную ударную выносливость в качестве нагружающего элемента устанавливается ударный рычаг 8 с закрепленным на нем ударным роликом 9. При включении вращения дополнительного привода 2, кулачок 3 своей выступающей поверхностью взаимодействует с плечом подъемного рычага 5, который при этом поворачивается на опоре 4, другое плечо при этом поднимается, увлекая вверх посредством гибкой связи 7 плечо ударного рычага 8. При сходе первого плеча рычага 5 с выступающей поверхности кулачка 3 рычаг свободно проворачивается до соприкосновения с демпфером 6, при этом ударный рычаг 8 осуществляет также свободное проворачивание в исходное положение под воздействием момента от силы тяжести. По окончании свободного падения ударный ролик 9 наносит удар по испытуемому ролику 11 под воздействием чего деформируется упругие элементы 15 упруго-демпфирующей опоры 14. Возникающие при этом упруго-инерционные колебательные процессы гасятся демпфирующими элементами 16. Далее удары ударного ролика 9 по испытуемому ролику 11 повторяются. Испытуемый ролик при этом осуществляет качательные движения, которые реализуются с помощью привода 19, передающего вращения на соединенный с ним кривошип 20, связанный с шатуном, толкающим другим концом коромысло, передающее качательное движение на вал 17. на котором установлен испытуемый ролик 11. Качание испытуемого ролика необходимо для того, чтобы ударным воздействиям подвергалась не одна линия, а сектор последнее.

Усилие удара регулируется с помощью изменения жесткости упруго-демпфирующей опоры, заменой упругих элементов и с помощью регулировочного винта для перемещения оси качания выжимного рычага.

Кривошип выполнен с возможностью регулирования его рабочей длины для изменения скорости качания испытуемого ролика.

При испытаниях на изгибную ударную

выносливость после окончания взаимодействия плеча подъемного рычага 5 с выступом кулачка 3 рычаг5, а следовательно и прижим 10 осуществляют свободное падение до момента соприкосновения с испытуемым зубчатым колесом 12. При этом удар воспринимается осью 13 и упруго-демпфирующей опорой 14, как и в первом случае. Усилие удара при взаимодействии нагружающего и испытуемых элементов вычисляется по формуле

Р„ Р„ + Р t+JЈre.H,

где Рст - вес нагружающего элемента, Н;

Ос - вес опоры с испытуемым элементом, Н;

Н - высота падения нагружающего элемента, м;

Соп - жесткость упругого элемента упруго-демпфирующей опоры, н/м.

Экономический эффект от использования данного стенда достигается благодаря более точному построению кривых ударной выносливости зубчатых колес на изгиб и контакт. В связи с этим повышается точность расчетов нагружен ности и ресурса

зубчатых колес, что предотвращает незапланированные отказы и снижение ресурса других элементов в связи с возрастанием их нагруженности.

Формула изобретения

г 1- Стенд для испытаний на ударную выносливость зубчатых колес, содержащий корпус, размещенную в нем опору для установки испытываемого зубчатого колеса, привод, связанный с ним кривошип, предназначенный для взаимодействия с испытываемым зубчатым колесом, нагружающий элемент, предназначенный для взаимодействия с зубьями испытываемого зубчатого колеса, дополнительный привод и связанный с ним кулачок, отличающийся тем, что. с целью повышения точности испытаний, опора для установки испытываемого зубчатого колеса выполнена демпфирующей, стенд снабжен дополнительной демпфирующей опорой установленным в последней выжимным рычагом, взаимодействующим одним концом с кулачком, гибкой связью, один конец которой закреплен на втором конце выжимного рычага, а на другом конце которой подвешен нагружающий элемент.

. 2. Стенд поп, 1,отличающийся тем, что. с целью расширения функциональных возможностей за счет испытаний зубча- тых колес на контактную ударную выносливость, он снабжен шарнирно установленным на корпусе ударным рычагом, а нагружающий элемент выполнен в виде ролика, установленного на последнем.

/S.

Фиг. 2

0

тых колес на изгибающую ударную выносливость, нагружающий элемент выполнен в виде П-образного прижима, предназначенного для взаимодействия с расположенными на противоположных сторонах испытываемого зубчатого колеса зубьями.

632