Зубчатая передача для испытания на усталостную прочность

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 171101 И 2( 15 601 М 13/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНМЕ ИЗОБРЕТЕНО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Донецкое производственное обьединение по горному машиностроению "Донецкгормаш"72) Л,М.Раскин(53) 621.833 (088.8)56) Авторское свидетельство СССР М 167334, кл. О 01 М 13/02, 1964.Авторское свидетельство СССР Ъ 684368, кл, 6 01 М 13/02, 1979, (54) ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ 57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может б исслед Целью техноло щения сокращ сти исп дого из углами 2 зубча относ(и обеспе валов 3 и локаг влияни 4 ил. ыть использовано при испытаниях и ованиях колес зубчатых передач, изобретения является расширение гических возможностей путем упроизотовления при одновременном ении стоимости и продолжительноытаний, Торцовые поверхности кажколес 1 и 2 выполнены с равными наклона к оси вращения, колеса 1 и той передачи установлены зеркально тельно зацепляющихся зубьев,. что чивает при работе передачи изгиб ее и 6, различные, условия по перекосу (изации контакта и определение их я на несущую способность передачи.Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях и исследовании зубчатых передач,Известно зубчатое колесо, используемое при исследовании контактной прочности зубьев, выполненное с переменнойдлиной зубьев,Недостатком такого колеса является то,что оно не позволяет получить функциональную зависимость усталостной прочности от угла перекоса и требует для этойцели большое количество экспериментальных колес и повторных длительных испытаний. 15Известно зубчатое колесо с постояннойдлиной зубьев, но с переменным от зуба кзубу углом перекоса,В этом колесе боковые поверхностизубьев не эквидистантны, ширина впадин 20между зубьями не только переменна подлине каждого зуба, но отличаются от ширины соседних впадин. Такие зубья в зацеплении с сопряженными действительнооказываются в условиях перекоса, причем 25переменного от зуба к зубу, что позволяетисследовать зависимость усталостной и рочности от угла перекоса.Однако выполнить такое колесо невозможно никакими известными способами зубообработки,Известный способ зубофрезерованияили зубодолбления (зубострогания) по методу обкатки с использованием червячныхфрез, гребенок или долбяков делает соседние зубья одинаковыми, т,е. не может обеспечить переменность угла перекоса,Невозможно каесвенно впоиьтакие зубья и методом индивидуального деления дисковыми или пальцевыми фрезами 40из-за невозможности достикения при этомвысокой точности,Кроме того, выполнение методом индивидуального деления зубьев с различнымуглом наклона чрезвычайно трудоемкая и 45длительная оабота, приводящая к удлинению и удооожанию экспериментов.Сложность и проблематичность выполнения таклх опытных колес связана еще и стем, что величины перекосов, влияние которых подлежит изучению, очень малы и составляют считанные микрометры на длинезуба, Поэтому точность средств для осуществления колес, т,е, точность фрезы, станкадолжна быть на порядок выше 55Целью изобретения является расширение технологических возможностей путемупрощения изготовления прл одновременном сокращении стоимости и продолжительности испытаний,Поставленная цель достигается благодаря тому, что в зубчатой передаче, включающей параллельные валы и установленные на них цилиндрические зубчатые колеса с прямыми зубьями и параллельными торцовыми поверхностями, причем торцовые поверхности каждого из колес выполнены с равными углами наклона к оси вращения, а колеса на валах установлены зеркально относительно эацепляющихся зубьев, зацеплению каждой пары зубьев соответствует различный прогиб валов и различный перекос в зацеплении этих зубьев, В то же время достигается это элементарно путем выполнения торцов наклоненными к оси вращения, что не требует никаких специальных инструментов и станков, т.е. достигается упрощение изготовления,Нэ фиг, 1 - 4 показана зубчатая передача последовательно в четырех фазах зацепления (через 90 угла поворота вокруг оси вращения),Зубчатая передача содержит два цилиндрических зубчатых колеса с прямыми зубьями и параллельными торцовыми поверхностями, установленных на параллельных валах,Цилиндрические зубчатые колеса 1 и 2 имеют одинаковое устройство, Они выполнены соскошенными подуглом параллельными основаниями, а торцовые поверхности каждого из колес 1 и 2 - с равными углами наклона к оси вращения, Зубчатое колесо 1 установлено в средней части вала 3, вращающегося в подшипниках 4 и 5,Зубчатое колесо 2 установлено зеркально по отношению зацепляющихся зубьев зубчатого колеса 1 в средней части вала б, вращающегося в подшипниках 7 и 8,Зубчатая передача работает следующим образом.При вращении валов 3 и б цилиндрические зубчатые колеса 1 и 2 за какдый оборот проходят четыре фазы фиг, 1 - 4),При расположении ступицы колес в средней части валов, посредине между опорами, оба вала прогибаются под действием усилий в зацеплении.При этом валы в этом сечении и установленное на валу колесо не перекашиваются, если усилие от зацепления действует в этой же средней плоскости. Такая ситуация возникает только в фазах вращения, изображенных на фиг, 2 и 4.Во всех остальных фазах зацепление зубьев происходит в положениях, смещенных со средней плоскости,Наибольшее удаление зоны зацепления от средней плоскости достигается в фазах, изоораженных на фиг, 1 и 3, 1711013При постоянстве нагрузки и усилий в зацеплении на валы наряду с распорным усилием действует и изгибающий момент, величина которого изменяется от нуля в фазах показанных на фиг. 2 и фиг, 4, до М=Р 1 в фазах, показанных на фиг. 1 и 4,Под воздействием изгибающего момента валы прогибаются, а среднее их сечение вместе с зубчатым колесом наклоняется на уголУ . ф 24 Егде М - изгибающий момент;- расстояние между опорами;Е - модуль упругости;1 - момент инерции сечения вала,Вместе с колесом наклоняются и зубья,находящиеся в зацеплении, перекашиваясьотносительно сопряженных зубьев второгокласса.Таким образом, каждая зацепля ющаясяпара зубьев оказывается в условиях, различных по перекосу и локализации контакта, причем изменение этих условиймонотонное, что позволяет четко выявитьвлияние перекоса на несущую способностьпередачи,При этом на каждом колесе имеются неменее двух участков одинаково наибольшего и двух участков наименьшего перекоса и по четыре участка одинакового промежуточного перекоса, что, таким образом, обеспечивает получение при испытании однойэкспериментальной пары колес четырех ре 5 зул ьтатов.Таким образом, обеспечивается исследование влияния перекоса зубьев не толькоминимальным количеством экспериментальных колес, но и сами колеса оказывают 10 ся простыми в изготовлении, дешевыми,Это, способствует ускорению экспериментов, обеспечивая в то же время и их высокуюточность, так как перекос зубьев автоматически монотонно изменяется от нуля до мак 15 симума.Формула изобретенияЗубчатая передача для испытания на усталостную прочность, содержащая параллельные валы и установленные на них20 цилиндрические зубчатые колеса с прямыми зубьями и параллельными торцовымиповерхностями, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью расширения технологическихвозможностей путем упрощения изготовле 25 ния при одновременном сокращении стоимости и продолжительности испытаний,торцовые поверхности каждого из колес выполнены с равными углами наклона к осивращения, а колеса на валах установлены30 зеркально относительно зацепляющихсязубьев,1711013 Составитель Л, РаскинРедактор Н, Гунько Техред М,Моргентал Корректор Т, Пал каз 333 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 мбинат Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 но-издательс роизво