Зубчатое колесо для испытаний на контактную усталость

(51)5 О 01 М 13/00 АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМНТ СССР ГОСУ ПО И ПРИ Г О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯОРСКО 1 ЛУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К 53541/25-28.11,90. Бюл.евский палитеия Великой ОреволюцииА.Стадник, М М 43хнический институт им ктябрьской социалисти Костецкий и А.Ф.Р детельство СССР М 13/02, 1964.видетельство СССР М 4 кл. 6 (54) 3 НА К (57) И нию, може зубча сть и 981.ЛЕСО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ УСТАЛОСТЬтносится к машиностроеспытательной технике, и ьзовано при испытании износ, изгибную прочнотношение, равное 1 щ/а,7 8(21) 4 (22) 0 (46) 2 (71) К 50-ле ческо (72) В мане (53) 6 (56) А М 16 1.833(088.8) тарское сви 334, кл. 6 01 тарское с 1900, 1 М 15/02, 1 БЧАТОЕ КО НТАКТНУЮ обретение о именно к и быть испол ыя колес на сталостное о 5.О, 1 б 08450 А 1 где К - целая часть смешанного числа, гл и а - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби. Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытаний путем обеспечения равномерного износа рабочей поверхности зубьев и создания идентичных условий нагружения для одноименных зубьев каждого сектора зубчатого колеса. Венец зубчатого колеса 7 составлен из зубчатых секторов 17 - 20 с одинаковым числом зубьев с переменной шириной, изменяющейся по одинаковой зависимости. Если сопрягаемое колесо 8 имеет больший диаметр, то общее число зубьев г кратно а, число зубьев в секторе равно гм/а, а число секторов а. Если сопряженное колесо имеет диаметр меньше, то общее число зубьев гб кратно 1 а+ в), число зубьев в секторе гб/(1 а+ щ), а число секторов равно(ка+ гп).3 ил.Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании зубчатых колес на износ, изгибную прочность и усталостное выкрашивание в передачах, имеющих передаточное отношение,п 1равное К = - . где 1 - целая часть смешананого числа; гп и а - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби.Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний путем обеспечения равномерного износа рабочей поверхности зубьев и создания идентичных условий нагружения для одноименных зубьев каждого сектора зубчатоо колеса.На фиг.1 изображен стенд замкнутого контура с установленным зубчатым колесом для испытания на контактную усталость, на фиг,2 - вид А на фиг,1; на фиг.3 - диаграмма нагружения зубьев каждого сектора колеса.Стенд содержит неподвижный картер 1, размещенные в нем ведущий 2 и ведомый 3 валы, установленные на последних технологические 4-6 и испытуемые 7 и 8 колеса разных диаметров, при этом колесо 4 с воэможностью поворота относительно вала 2, замыкающие контур два технологических колеса 9 и 10 разных диаметров, установленные на вспомогательном валу 11, последний размещен в рычажном водиле, выполненном в виде поворотной вокруг оси ведущего вала 2 люльки 12 и рычага 13 с размещенным на нем грузом 14, Приводной двигатель 15 кинематически связан с ведущим валом 2 с помощью муфты 16.Отношение чисел зубьев гб большего колеса 8 к числу зубьев кменьшего колеса 7 равно смешанному числу= - , где К -дцелая часть смешанного числа, в и а - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби. Тогда, например, при гейм = 5/4 1 равно единице, п - также единице, а а - четырем,Если из пары испытуемых колес 7 и 8, например. меньшее колесо 7 предназначено для испытания нг контактную усталость, то другое, сопрягаемое с ним, большее колесо 8 будет выполнено зубьями с постояной по окружности шириной. Тогда венец колеса 7 будет иметь число зубьев гм, кратное а, и а зубчатых сектора, например четыре сектора 17 - 20, при а = 4, с числом зубьев венца и на каждом секторе, равном соответмственно км= 8, 12, 16 и т,д. и - , т.е, 2, 3, 4 и т.д. Ширина зубьев каждого из зубчатых секторов 17-20 выполнена изменяющейся5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 по одинаковой зависимости, например по ЛИНЕЙНОМУ ЗаКОНу От Ь мин ДО Ь макс.При необходимости исследования износостойкости и контактной прочности рабочих поверхностей зубьев большего колеса 8 изменение ширины зубьев на зубчатых секторах должно быть осуществлено на большем колесе 8. При этом количество зубчатых секторов с изменяющейся по одинаковой зависимости шириной зубьев равно числу (Ка+ щ), число зубьев гбкратно этому числу, а число зубьев на каждом секторе равно гб(Ка + т), где- целая часть смешанногоп 1числа к - , выражающего отношение числаазубьев гЬ большего колеса 8 к числу зубьев тм меньшего колеса 7, гп и а - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби. В этом случае зубья колеса 7 выпол- НЯЮТСЯ С ПОСТОЯННОЙ ШИРИНОЙ, ПРИ бйм = 5/4 число зубьев ль колеса 8 кратно пяти и равно 10, 15, 20 и т,д., число секторов равно пяти и число зубьев на каждом секторе равно 2,3,4 итд.Стенд с установленным зубчатым колесом работает следующим образом.Нагружение осуществляется с помощью груза 14, подвешенного на рычаге 13 и поворачивающего люльку 12 с размещенным в ней вспомогательным валом 11, в результате чего зубчатое колесо 9 обкатывается по колесу 5. Крутящий момент через зубчатое колесо 10 и промежуточное свободно сидящее колесо 4 передается колесу 6 и валу 3, Различное число зубьев т и гм колес 9 и 10 обуславливает отличие в углах поворота валов 2 и 3 и, следовательно, их закручивание моментом постоянной величины. Включают приводной двигатель 15 и производят испытание,При отношении числа зубьев гб к 7 м зубчатых колес 8 и 7, определяемого в общем случае в виде смешанного числа и (и, как частный случай. - из отношения (а+ 1)/а при гп и К равных единице), и равном, например, 5/4 при а .= 4. За один оборот меньшего колеса 7 большее колесо 8 делает а/(а +1) оборота, например 4/5 оборота при а = 4, т,е. большее колесо 8 отстает от меньшего колеса 7 на 1/(а + 1) оборота или на ко/(а + +1) зубьев, например на б/5 зубьев при а = =4, и со следующего оборота зубья меньшего колеса 7 контактируют уже с другими зубьями большего колеса 8.По завершению 2-го оборота меньшего колеса 7 большее колесо 8 делает 2 а/(а+ 1) оборота, например 8/5 оборота при а = 4, отстав от меньшего колеса 7 на 2 Ы(а + 1) зубьев, например на 2 гб/5 зубьев при а = 4, и со следующего оборота зубья меньшегоколес ями пред вращ леса тельн боль напр ев пр обор обор а обо мень ное о носи сбор шего ре об Дале3 прим колес 1/5 о дый о отста 1 /(а + цикл 7 (фи секто ответ ев, ра зубье после обор такти расп та ил оборВ секто лозу а=4, той ж кажд нагру имею ных н же зу число шириТ можн 7 контактируют уже с другими зубьольшего колеса 8 по сравнению с дущим оборотом, При дальнейшем нии за каждый оборот меньшего копроисходит изменение его относиго расположения по отношению к ему колесу 8 на 1/(а + 1, оборота, мер на 1/5 оборота, или на гб/5 зубьа = 4. Тогда по завершению (а + 1) а меньшего колеса 7, например 5-го та, при а = 4 большее колесо 8 сделает отов, например четыре при а = 4, т.е, ее 7 и большее 8 колеса займут исход- носительное расположение одно отельно другого, следующие (а + 1) тов, например пять оборотов, меньолеса 7 и а оборотов, например четы- рота, большего колеса 8 при а = 4. цикл повторяется и т,д.1/а оборота меньшего колеса 7, нар 1/4 оборота при а = 4, большее 8 делает 1/(а + 1) оборота, например орота при а = 4, А поскольку за кажорот меньшего колеса 7 происходит ание большего колеса 8 именно на 1) оборота, а затем через (а+ 1) оборот овторяется, то зубья меньшего колеса .2), расположенные на определенных ах, например на секторах 17 - 20, сотвующие 1/а оборота, или гм/а зубьных например, 1/4 оборота, или гм/4 при а = 4, будут каждый по очереди овательно один раз эа цикл (а+ 1)/5 тов при а = 4 меньшего колеса 7 коновать с зубьями большего колеса 8, ложенными на различных секторах по етру колеса 8, равных 1/(а + 1) обороть/(а + 1) зубьев или, например, 1/5 та, или б/5 зубьев при а = 4.1 полнение ширины венцов по дугам ов 17 - 20, содержащих одинаковое чисьев, например лм/а зубьев, или гм/4 при еремен ной, изменяющейся по одной иЗаКОНОМЕрНОСТИ ОТ Ьмин ДО Ьмакс ДЛЯ го из секторов, обеспечивает за цикл ения контакт зубьев этих секторов, их одну и ту же длину, но расположенраэличных секторах, с одними и теми ьями, расположенными на секторах с зубьев гб/(Ка+ гп) колеса с постоянной ой венца.ким образом, представляется воэм реализовать нагружение одних и 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тех же зубьев колеса с постоянной шириной венца, но расположенных на разных секторах по окружности колеса, одной и той жеРнудельной нагрузкой с 1 р = - , где Рп - норьмальное давление на зуб, Ьр - длина соответствующих зубьев с переменной шириной венца, расположенных на разных секторах, При этом закон изменения удельной нагруз- КИ ОТ Цмин ДО Цмакс Нд КаЖДОЛ СЕКТорЕ СООТ- ветствует при постоянной нагрузке в контуре закону изменения ширины венца от Ь макс до Ь мин на секторах (фиг, 3),Выполнение ширины венца колеса изменяющейся по одинаковой закономерности на различных зубчатых сектооах, содержащих одинаковое число зубьев, равное г/а или г(1 а + гп), где л - число зубьев колеса, Е - целая часть смешанного числа 1 гп/а; в и а - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби, обеспечивает контакт зубьев каждого из секторов с числом зубьев гм/а на меньшем колесе с переменной шириной венца с зубьяли каждого из секторов с числом зубьев гб/(Еа+ гп) на большем колесе с постоянной шириной венца и, наоборот, обеспечивает равномерность износа зубьев по длине обоих колес и приводит к равномерности распределения нагрузки по длине зубьев, позволяя более достоверно определить величину напряжений и тем самым повышение достоверности результатов испытания.Формула изобретения Зубчатое колесо для испытаний на контактную усталость, содержащее расположенные в одной плоскости зубчатые сектора с одинаковым числом зубьев, образующие венец зубчатого колеса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний, зубья каждого сектора выполнены с переменной шириной, изменяющейся по одинаковой зависимости, и их число равно г/а, если сопрягаемое колесо большего диаметра, или г/(ка + гп), если меньшего диаметра, где л - число зубьев колеса, кратное а, или (Ма + гп), Е - целаягпчасть смешанного числа М = - , выражаюащего передаточное отношение передачи; гп и а - ссответственно числитель и знамен ател ь и ра вил ь ной дроби.1608450 Фаз. Юоставитель В. Пучинскийехред М.Уоргентал ктор А, Козори Корректор В, Гирн аказ 3607 ВНИИПИ Госуда при ГКНТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 Ти нног 3035