Стенд для испытания зубчатых колес при динамических нагрузках Советский патент 1981 года по МПК G01M13/02 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ

Изобретение относится к мапмностроению, а именно к испытательной технике и может быть использовано для испытания зубьев зубчатых колес при знакопостоянных и знакопеременных режимах нагружения. Наиболее близким по технической с ности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому является стенд для испытания зубчатых колес пр динамических нагрузках, содержащий привод с кривошипяо-ползунным механизмом, размещенный на его ползуне упругий элемент, установленные по обе стороны от последнего с возможностью перемещения 1здоль оси ползуна упоры, предназначенный для установки испытуемого колеса вал, связанное с ним коромысло, изогнутое по окружности, тягу, несущую на одном конце тело качения, взаимодействующее с поверхностью коромысла меньшего радиуса, допол нительный привод с кулачковым механиз мом, кинематически связанный с послед НИМ поводок и нагружакз1дий элемент, предназначенный для взаимодействия с испытуемым колесом ГП. Недостаток известного стенда заключается в том, что он позволяет исследовать зубчатые колеса только при отнулевом цикле нагружения и постоянном коэффициенте асимметрии цикла. Цель изобретения - создание циклической нагрузки при любых коэффициентах асимметрии цикла. Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен прикрепленными к тяге дополнительными телами качения, взаимодействующими с поверхностью коромысла большего радиуса, установленными на ползуне с возможностью перемещения .вдоль него и расположенными между концами упругого элемента и упорами-втулками, на наружной поверхности каждой из которых выполнен кольцевой выступ, соединениой с повод ком гильзой и размещенной в ней с возможностью осевого перемещения и связанной с другим концом тяги обоймо с кольцевыми выступами на внутренней поверхности, взаимодействующими с выступами втулок. На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. I. Стенд содержит привод, состоящий из электродвигателя 1 и релейной передачи 2, связанной с кривошипно шатунным ползунным механизмом, вкгаочающим кривошип 3, на палец А которого насажен шатун 5, который приводит в возвратно-поступательное движение вилку 6 и закрзгченный в нее ползун 7. Упругий элемент, например пружина 8, находится в обойме 9 и крепится на ползуне 7 с помощью втулок 10 и упоров II. Тяга 12 одним концом связана с обоймой 9., другим соединена с телами качения, например нагружающими роликами 13, которые пр жимаются к опорным поверхностям изог нутого по окружности коромысла 14, крепящегося к валу 15. К другому кон цу вала 15 крепится испытуемое зубча тое колесо 16, входящее в зацепление .с кромкой нагружающего элемента 17. Для испытания зубьев зубчатых колес при программном нагружении гильза 18 обоймы 9 и направляющая 20 вилки б крепится к поводку 19, который кулач ковым механизмом, состоящи.из ролика 21 и кулачка 22, кинематически св зан с дополнительным приводом, включающим цепную передачу 23 с двигате..пем 4. Стенд работает следующим образом. При включении электродвигателя 1 ременная передача 2 вращает кривошип 3 с подобранной величиной эксцентриситета, который за один оборот имеет два нейтральных положения, верхнее и нижнее, когда на испытуемый зуб ко леса 16 не передается усилие пружины 8. При вращении кривошипа 3 прико дит в движение ползун 7, который через упоры 11 и втулки 10 сжимает пружину 8 поочередно вправо и влево на величину эксцентриситета. Усилие пружины 8 через кольцевое выступы втулок 10 и обоймы 9 передается тяге 12, нагружающим роликам 13 и коромыс л 14, вследствии чего крутящий .моме нагружает вал 15 и испытуемое колесо 16, зуб которого взаимодействует с нагружающим элементом 17. Крутящий момент на валу 15 направлен как по часовой, так и против часовой стелки и, следовательно, зуб испытуемого колеса 16 нагружается по знакопеременному симметричному циклу. Для получения нужного коэффициента асимметрии цикла задаются необходимым отношением крутящих моментов по часовой и против часовой стелки. Это достигается изменением рабочего хода пружины 8 в одну из сторон, для чего необходимо на заданную -величину переместить по резьбе ползуна 7 один из упоров 11 для образования зазора между ним и втулкой 10. На величину этого зазора уменьшится рабочий код пружины 8, и следовательно, время действия крутящего момента одного из направлений. Если зазор между втулкой 10 и упором II будет равен,эксцентриситету кривошипа 3, то рабочий ход пружины 8 равен нулю (холостой ход), т.е. зуб испытуемого колеса 16 будет воспринимать нагрузку одной стороной т.е. обеспечивается отнулевой, пульсационный цикл .нагружения. Для получения знакопостоянного цикла нагружения левый упор П упирается, и кривошип 3 в этом случае име ет одно нейтральное положение. При сжатии пружины 8 правым упором 1i образуется зазор между правой втулкой 10 и обоймой 9,- который не выбирается за один оборот кривошипа 3, тем самым минимальная нагрузка-на зуб испытуемого колеса 16 не падает до нуля и зависит от усилия предварительного поджатия пружины 8 правым упором 11. Программное изменение величины крутящего момента осуществляется перемещением поводка 19 при движении ролика 21 по вращающемуся кулачку 22 от цепной передачи 23 и двигателя 24. Для расширения диапазона типоразмеров исследуемых колес можно применять нагружающие элементы 17 с различными углами при вершине острой кромки, равными удвоенному углу между касательной и образующей поверхности зуба испытуемого колеса 16 в точке приложения нагрузки и его осью. Такая конструкция стенда позволяет регулировать отношение прикладьшаемых к испытьюаемому колесу знакопеременных моментов, тем самым обеспечивая создание циклической нагрузки при любых коэффициентах асимметрии цикла. Формула . изобретения Стенд для испытания зубчатых кол при дийамических нагрузках, содержащий привод с кривошипно-ползуннвм механизмом, размещенный на его ползуне упругий элемент, установленные по обе стороны от последнего с возт можностью перемещения вдоль оси ползуна упоры, предназначенный для установки испытуемого колеса вал, связанное с ним коромысло, изогнуто по окружности, тягу, несущую на одном конце тело качения, взаимодей-. ствукмцее с поверхностью .коромысла меньшего радиуса, дополнительный привод с кулачковым механизмом, кинематически связанный с последним поводок и нагружающий элемент, пред назначенный для взаимодействия с испытуемым колесом, отличаю щийся тем, что, с целью создания циклической нагрузки при любых IS 17 - -- коэффициентах асимметрии цикла, он снабжен прикрепленными к тяге дополнительными телами качения, взаимодействуюпщми с поверхностью коромысла большего радиуса, установленными на ползуне с возможностью перемещения вдоль него и расположенными между концами упругого элемента и упорами-втулками, на наружной поверхности каждой из которых выполнен кольцевой выступ, соединенной с поводком гильзой и размещенной в ней с возможностью осевого перемещения и связанной с другим .концом тяги обоймой с кольцевыми выступами на внутренней поверхности, взаимодействующими с выступами втулок. Источники информации, принятые во внимание при ,экспертизе 1. Машины и стенды для испытания деталей. Под. ред. Д-Н, Решетова. М., Машиностроение, 1979, с. 94, рис. 271 (прототип). Ю11 7 / - ЙЦЩДУ,.;

сз

1М

5 Q