Способ испытания зубьев зубчатых колес

(51)5 0 01 М 13/02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт сверхтвердых материалов АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР М 630545, кл. 0 01 М 13/02, 1976,Авторское свидетельство СССР М 1580205, кл. 6 01 М 13/02, 1988.(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ЗУБЬЕВ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС(57) 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 Ж 1672258 А 1 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 повереждений. Для перехода на дополнительный цикл нагружения изменяют соотношение прокладывавмых нагрузок. 1 ил.10 25 30 35 40 4550 55 Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при определении эксплуатационных характеристик зубчатых колес и других сложнопрофильных иэделий,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 исг;ытуемого колеса 2, пульса тор (не показан) и нагружающий элемент 3. Последний выполнен в виде шарнирно связанногс ",. основанием 1 деуплечео рычага с двумя сопряженными цилиндрическими рабочил;и поверхностями, размещенными нч разных плечах. Первая рабочая цилиндрическая поверхность предназначена для взаимодействия с поверхностью зуба испытуемого колеса 2 в зоне 4 однопарного зацепления и выполчена с радиусом, равным радиусу кривизны профиля зуба сопрягаемого колеса в полюсной зонд, доугая - в зоне 5 контакта на вершине зуба и выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны профиля зуба сопрягаемого колеса в начале активного участка. Пульсатор связан с одним из плел нагружающего элемента и выполнен двустороннего действия. Двуплечий рычаг выполнен с регулируемым огношением плеч, например, путем обеспечения перемещения его шарнирной связи с основанием 1 по рычагу между плоскостями, перг ендикулярными профилю зуба испытуемого колеса 2 в зонах 4 и 5, С последним в контролируемзй точке, например в точке 6, связано устройство для контроля деформации, например, в виде упругого элемента и тенэисторов (не показаны),Спо:об реализуется в следующей последовагельности.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 испытуемого колеса 2 путем подбора требуемого соотношен:,я плеч нагружающего элемента 3 или регулировкой соотношения двусторонних усилий, прикладываемых к,ему, Прикладывают к элементу 3 двустороннюю нагрузку при помощи пульсаторз, обеспечивая в цикле нагруже,ия в зоне 4 однопарного зацепления и вершине 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 контролируемым 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 заданного значения, например, допустимой величины относительной деформации или проведения требуемого числа циклов нагружения устанавливают другое соотно шение вели ин сосредо оценных нагрузок 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 деформаций повторяют в указанной последовательностии.При таком определении процесса накопления повреждений можно судить о наличии поверждений в наиболее опасных, с 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 зуба, 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 активного участка (в этот момент свое влияние на деформацию зуба оказывают обе наиболее интенсивно повреждающиеся зоны), отделить величину деформации зуба, полученную в момент нагружения полюсной 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 полученные значения к аналогичным в последующий цикл нагружения, можно судить о накоплении повреждения в опасных зонах зуба.Испытания по данному способу проводились для случая моделирования погрешностей сборки зубчатой пары, в частности для случая перекоса осей. При этом усилие в дополнительном цикле нагружения в эо". контакта на вершине зуба составило1672258 ной 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). 30 Составитель Ю. КрасненкоТехред М.Моргентал Корректор А. Осауленко Редактор Л. Гратилло Заказ 2831 Тираж 340 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 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 10 циклов, а при основном - 1,85 10 .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 иэ строя происходил 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 испытаний он наблюдался у корня зуба, где и происходили окончательные разрушения. Формула изобретения 1. Способ испытания зубьев зубчатыхколес, заключающийся в том, что устанавливают и фиксируют на основании испытуемое 5 колесо, в цикле нагружения в зоне однопарного зацепления и вершине испытуемого зуба последовательно прикладывают перпендикулярно рабочей поверхности последнего и снимают две сосредоточенные 10 нагрузки заданного соотношения и о накоплении повреждений судят по одному из контролируемых параметров, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью приближения условий испытаний к эксплуатационным, в 15 цикле нагружения измеряют деформациииспытуемого зуба в одной из контролируемых точек в моменты нагружения испытуемых зон последнего, а за контролируемый параметр принимают разность измеренных 20 деформаций от одного цикла нагружения кдругому циклу нагружения,2. Способ по п 1, о тл и ч а ю щи й с ятем, что после достижения контролируемым параметром заданного значения, изме няют соотношение величин сосредоточенныхнагрузок и испытания продолжают при дополнительном цикле нагружения, аналогичном основному.