Стенд для обкатки и испытания зубчатых механизмов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 19) 1 15114 а 01 М 13 ЗОБРЕТТЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМ н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И(56) Хрущев М.М. Лабораторные методыиспытания на изнашивание материаловзубчатых колес. М,: Машгиз, 1966,с. 40, рис.17.Машины и стенды для испытаниядеталей. /Под ред, Д,Н,Решетова,М.: Машиностроение, 1978, с. 104 -107, рис.2.89,(54) СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ И ИСПЫТАНИЯЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательнойтехнике, и может быть использованопри обкатке и испытании зубчатых механизмов по схеме замкнутого контура, например, на износ.и долговечность. Цель изобретения - повьппениекачества и производительности путемобеспечения создания постоянного нагрузочного момента, не зависящегоот кинематической ошибки, и оперативного контроля качества обкаткипри одновременном увеличении угловойскорости вращения элементов стенда.При работе стенда двигатель 1 привода вращает с одинаковой скоростьюиспытуемый 8 и технологический 7 зубчатые механизмы, Момент от усилиярастяжения пружины 24, связанный сдвуплечим рычагом 22, разворачиваетзамыкающий вал 17 относительно оси,водило 20 с сателлитом 21 дифАеренциала, и стрелку 25 а угол,пропорциональный нагруэочному моменту,величина которого определяется по шкале 26. Кинематическая погрешность,проявляющаяся в виде разности междууглами поворота колес 10,12 и 13,15и 14,16, компенсируется перемещениемсателлита 21 по венцу центральныхколес 15 и 16 дифференциала и разворотом водила 20 и, следовательно,поворотом замыкающего вала 17 в сответствующую сторону, обеспечиваянезависимость нагрузочного момента,2 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно киспытательнойтехнике, и может быть использованопри обкатке и испытании зубчатых механизмов по схеме замкнутого контура, например, на износ и долговечность.Цель изобретения - повышение качества и производительности испытаний1путем обеспечения создания постоянного нагрузочного момента, не.зависимого от кинематическойошибки, и оперативного контроля качества обкатки,прн одновременном увеличении угловойскорости вращения элементов стенда,На фиг,1 изображена общая схемастенда; на фиг. 2 - временная циклограмма обкатки, где по оси Х отложены время и количествоциклов, апооси У - величина Ч , пропорциональнаяонагрузочному моменту и зазору,Стенд содержит основание (необозначено), привод, включающий;двигатель 1 и редуктор, состоящий изпрямозубого зубчатого колеса 2 и находящихся в зацеплении с ним прямоэубых колес 3 и 4, выходные валы 5и 6 которых образуют параллельныеветви замкнутого контура, С выходнымвалом 5 связан смежный технологический зубчатый механизм 7, идентичныйиспытуемому зубчатому механизму 8,связанному с выходным. валом 6.На выходном валу 9 технологического механизма 7 жестко закрепленозубчатое колесо 10 первой коническойпередачи, а на выходном валу 11 испытуемого зубчатого механизма 8 жестко закреплено зубчатое колесо 12второй конической передачи,В зацеплении с зубчатыми колесами 10 и 12 находятся. соответственноконические зубчатые колеса 13 и 14,которые жестко соединены с центральными колесами 15 и 16 дифференциала(не обозначен) соответственно. Бло-ки колес, образованные колесами 13,15 и 14, 16,размещены на замыкающемвалу 17 с возможностью поворота.Вал17 размещен в подшипниковых опорах18 и 19, закрепленных на основании,причем ось замыкающего вала 17 расположена перпендикулярно осям выходных валов 9 и 11 технологическогомеханизма 7 и испытуемого механизма8 соответственно,На замыкающем валу 17 перпендикулярно его оси между блоками зубчатых, 404550 вода вращает (например, против часовой стрелки, если смотреть со стороны выходного вала) через редуктор, состоящий иэ зубчатых колес 2 - 4, с. одинаковой скоростью испытуемыеи технологические зубчатые колеса вмеханизмах 8 и 7. Момент от усилия растяжения пружины 24, размещенной на рычаге 22, разворачйвает замыкающий вал 17 относительно его оси, авместе с валом 17 разворачиваетсяи водило 20 с сателлитом 21 дифференциала. Развернется вместе с.валомф17 и стрелка 25 на угол Ч , пропорциональный выбранному нагруэочномумоменту, величина которого определяется по шкале 26. При этом сателлит21, находясь в зацеплении с центральными зубчатыми колесами 15 и 16,разворачивает их в одну и ту же стоколес 13, 15 и 14, 16 жестко закреплено водило 20. На водиле 20 разме-,щен с возможностью поворота вокругего оси конический сателлит 21,находящийся в зацеплении с колесами 15и 16.На одном конце замыкающего вала17 закреплен по меньшей мере один 10 двуплечий рычаг 22 перпендикулярнооси вала 17, Другой двуплечий рычаг23 может устанавливаться на другомконце вала 17 в одной плоскости ерычагом 22, Один конец регулируемого15 по длине упругого элемента, напримерпружины 24, связан с основанием,другой установлен на одном плече двуплечего рычага 22 нли 23 в завиеимости от того, какая из сторон зубчатого зацепления испытуемого механизма 9 прирабатывается.На другом плече двуплечего рычага22 установлен указатель, например стрелка 25 индикатора, шкала 26 которого размещена на основании.Стенд работает следующим образом, В стенде устанавливаются испытуемый механизм 8 и технологический механизм 7 с параметрами, идентичными .испытуемому. Пружина 24 устанавливается на один из двуплечих рычагов 22 нли 33 в зависимости от того, какую сторону зубьев в испытуемом механизме 8 подвергают обкатке, Например,35 сначала пружину 24 устанавливают на рычаг 22, плавно .выставив определенную длину пружины 24, что определяетнеобходимый нагрузочный момент в первом цикле прикатки. Двигатель 1 при0642 10 20 обкатки). Затем плавным удлинением пружины 24 устанавливают нагрузочный момент, соответствующий второму циклу обкатки, и производят аналогич 30 ным образом обкатку и отслеживают 35 40 о55 7 , пропорциональной величине нагруз 146 рону (если смотреть на замыкающий вал 17 со стороны рычага 22, то против часовой стрелки). Так как колесо 1 5 жестко соединено с колесом 13, а колесо 16 жестко соединено с колесом 14, то и колеса 13 и 14 развернутся на тот же угол относительно вала 17, При этом разворот зубчатого колеса 14, находящегося в зацеплении с зубчатым колесом 12, размещенным на выходном валу 11, повлечет за собой доворот зубчатого колеса 12 и выходного вала 11 испытуемо- . го механизма 8. Вследствие этого раз ворота в испытуемом зубчатом механизме 8 будут выбраны зазоры и соз"дан нагрузочный момент обкатки. В процессе обкатки испытуемый механизм 8, вращаясь и преодолевая нагрузочный момент, вращает колеса 12 и соответственно колеса 14 и 16. При этом сателлит 21 свободно вращается относительно водила 20, не препятствуя вращению колес 15 и 13, а также 2 колеса 1 О.Кинематическая погрешность, прису" щая системам с зубчатыми передачами и проявляющаяся в данном стенде в появлении разности между углами разворота колес 10 и 12, а следовательно, и колес 13,15 и 14,16 соответственно, компенсируется перемещением сателлита 21 относительно оси замыкающего вала 17 по венцу центральных зубчатых колес 15 и 16, возникающим вследствие разности углов разворотов. колес 15 и 16 относительно оси вала 17. Перемещаясь по венцу колес 15 и 16, т.е. разворачиваясь относительно оси.вапа 17, сателлит 21 разворачивает и водило 20, а вместе с ним доворачивает и вал 1 7 в одну или другую сторону, обеспечивая тем самым независимость нагрузочного момента обкат ки от кинематической ошибки стенда. По мере обкатки в испытуемом зубчатом механизме 8 за счет выработки по-. верхностей прикатываемых зубчатых колес увеличивается зазор, приводящий к уменьшению нагрузочного момен-та и, следовательно, к ускорениюювращения колеса 12, а соответственно, и колес 14 и 16 относительно начальной скорости вращения, что приводит к перемещению сателлита 21 относительно оси.вала 17 по венцу зубчатых колес 16 и 15, при котором развора-чивается водило 20, а вместе с ним и вал 17, обеспечивая, таким образом, постоянство заданного нагрузочного момента обкатки на валу 11 испытуемого зубчатого ,механизма 8..ФВизуально процесс обкатки отража-. ется перемещением стрелки 25 относительно шкалы 26 за счет доворота вала 7 в процессе обкатки, при этом развороты вала 17, компенсирующие кинематическую ошибку стенда выражаются в колебаниях стрелки 25 при ее развороте вместе с валом 17 относительно шкалы 26, Достигнутое качество обкатки при установленном нагрузочном моменте будет соответствоватьотсутствию перемещений стрелки 25 относительно шкалы 26, при этом будутиметь место колебания стрелки 25 около одного из делений шкапы 26, чтоозначает окончание обкатки при выставленном нагрузочном моменте. Кривая27 (фиг.2) соответствует перемещению стрелки 25 относительно шкалы 26 в процессе обкатки (первый цикл точно так же, как и в первом цикле обкатки, окончание обкатки,Далее осуществляют следующий цикл обкатки. После достижения требуемого качества обкатки одной стороны зубьев испытуемого зубчатого механизма 8, устанавливают пружину 24аналогичным образом на двуплечем рычаге 23, что создает противоположно направленный крутящий, момент на валу 11, и аналогично осуществляют обкатку другой стороны зубьев испытуемого механизма 8,На Фиг.2 представлена временная циклограмма последовательности обкатки при различных нагрузочных моментах во времени, где кривые 27-29соответствуют зависимости качестваобкатки от времени обкатки при определенной для каждого цикла величине нагрузочного момента, которая возрастает в направлении оси кривой 27 к кривой 29,Зависимость изменения величины зочного момента, и величины зазора, появляющегося в испытуемом зубчатом механизме 8 в процессе обкатки, характеризующая качество и длительностьСтенд для обкатки и испытания зубчатых механизмов по схеме замк" нутого контура, содержащий основание, привод, технологический зубчаРф,иии (еиичкУрФиа 2.Составитель Ю,КрасненкоТехред А.Кравчук них ю 6 ию орректор В.Гирняк Редактор А.Козори Заказ 537/52ВНИИПИ Госу Тираж 788ственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раушская наб Подпи ткрытиям при ГКНТ СС д. 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина,101 обкатки может быть определена экспериментально для каждого типоразмера испытываемого механизма 8, и по результатам эксперимента может быть определен оптимальный режим обкатки для испытываемого механизма по величинам нагрузочных моментов, длительности циклов обкатки, количеству циклов обкатки и угловым скоростям.Использование сменных технологического 7 и испытуемого 8 механизмов позволяет в пределах допустимых габаритов этих механизмов обеспечить увеличение номенклатуры испытуемых механизмов, а применение малоинерционных элементов, например пружины в схеме стенда, допускает проводить испытание на увеличенных угловых скоростях.Предлагаемый стенд обеспечивает создание при обкатке постоянной величины нагрузочного момента, не зависимой от кинематической ошибки, при одновременном оперативном контроле качества обкатки. Формула иэобретения 60642 6тый механизм, идентичный испытуемомуи установленный в одной из ветвейконтура, другая ветвь которого предназначена для размещения испытуемогомеханизма, конические зубчатые пере-дачи, одно колесо каждой из которыхзакреплено на валу ветви контура,дифференциал, нагружатель и установ ленный на основании с возможностьюповорота замыкающий вал, перпендикулярный ветвям контура, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения качества и производительности, 15 сателлит дифференциала установлен свозможностью поворота на водиле, которое жестко связано с замыкающим валом, на последнем установлены с возможностью поворота центральные колеса дифференциала и жестко связанноес каждым из них другое колесо каждойиз конических передач,нагружательвыполнен в виде регулируемого упругого элемента, один конец которого свя зан с основанием, стенд снабжен закрепленным на замыкающем валу перпендикулярно его оси по меньшей мереодним двуплечим рычагом, на одномплече которого установлен второй ко нец упругого элемента, и индикатором,шкала которого размещена на основании, а указатель связан с вторым плечом двуплечего рычага.