Стенд для испытаний зубьев зубчатых колес при динамических нагрузках

СОЮЗ СОВЕ СОЦИАЛИСТ РЕСПУБЛИК А И НИЯ ЕЛЬСТВУ ВТОРСКОМУ С 2916594/25-28 24.04.80 07,04.83. Бюл.М.Ф. Уркумбаев, .КурляндскийДжамбульский г тельный инстит 621.833(088.8) 1. Машины и стеталей. Под реМашиностроение(54)(57) СТЕНД ДЛЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ПРГРУЗКАХ, содержашсвязанный с ним кмеханизм с упругиленный в корпусе тельство СССР13/02, 1979 и ЗУБЬЕВ КИХ НА- привод, олзунный. эакреп- установЯ ИСПЫТАНИИ И ДИНАМИЧЕС ий корпус, ривошипно-п м шатуном, кронштейн,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ленный в последнем с воэможностью поворота торсионный вал, один конец которого предназначен для установки испытуемого колеса, прикрепленный к другому концу торсионного вала рычаг, взаимодействующий с полэуном и нагружаюший элемент, предназначенный для взаимодействия с зубом испытуемого колесФ) о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью расширения диапазона создаваемых нагрузок, нагружающий элемент выполнен с цилиндрическим хвостовиком, размешенным в кронштейне с возможностью перемешения вдоль оси, стенд снабжен дополнительным приводом, ударником, взаимодействуюшим с хвостовиком, кулачковым ме- щС ханизмом, кулачок которого связан с дополнительным приводом, а толкатель с ударником, и,установленным на корпусе регулируемым упором, взаимодей- С ствуюшим с рычагом.ф10 15 Изобретение относится к Машино- строениюа именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытаниях зубьев зубчатых колес силовых передач на сопротивление усталости при изгибе путем создания комбинированных динамических нагрузок; как циклических, так и ударных.Йэвестен стенд для испытаний зубчатых колес на сопротивление усталости зубьев при изгибе под действием пульсационной (циклической плавной отнулевой) нагрузки, содержащий корпус, привод, связанный с ним кривошипно-ползунный механизм с упругим шатуном, размещенный в корпусе с возможностью поворота вала, один конец которого предназначен для установки .испытуемого колеса, закрепленный на его другом конце криволинейный рычаг, взаимодействующий с ползуном, и нагружающий элемент 1,Недостаток известного стенда заключается в ограниченности диапазона создаваемых нагрузок из-эа невозможности создать асимметричную. цик ,лическую и ударные нагрузки. Наиболее близким к изобретению является стенд для испытаний зубьев зубчатых колес при динамических нагрузках,содержащий корпус, привод, связанныйс ним кривошипно-ползунный механизмс упругим шатуном, закрепленный вкорпусе кронштейн, установленный впоследнем с возможностью поворотаторсионный вал, один конец которогопредназначен для установки испытуемо-З 5го колес;-, прикрепленный к другомуконцу торсионного вала рычаг , взаимодействующий с ползуном, и нагружающий элемент, предназначенный для взаимодействия с зубом испытуемого колеса. Нагружавший элемент выполнен в виде пластины с острой кромкой 2 .Недостаток стенда заключается в ограниченном диапазоне создаваемых нагрузок из-за невозможности создания 45дополнительно к.циклическим ударныхнагрузок. Цель изобретения - расширение диапазона создаваемых нагрузок.Указанная цель достигается тем, что в стенде для испытания зубьев зубчатых колес при динамических нагрузках, содержащем корпус, привод, связанный с ним кривошипно-ползунный механизм с упругим шатуном, эакреп ленный в корпусе кронштейн, установленный в последнем с воэможностью поворота торсионный вал, один конец которого предназначен для установки испытуемого колеса, прикрепленный к 60 другому концу торсионного вала рычаг,взаимодействующий с полэуном, и нагружающий элемент, предназначенныйдля взаимодействия с зубом испытуемого колеса, нагружающий элемент выполнен с цилиндрическим хвостовиком, размещенным в кронштейне с возможностью перемещения вдоль оси, стенд снабжен дополнительным приводом, ударником, взаимодействующим с хвостовиком, кулачковым механизмом, кулачок которого связан с дополнительным приводом, а толкатель - с ударником, и установленным на корпусе регулируемым упором, взаимодействующим с рычагом.На фиг.1 изображен стенд, общий вид, на Фиг.2 - вид А на Фиг.1.Стенд содержит корпус, который состоит из основания 1, отдельно от него закрепленной на фундаменте массивной металлической опоры 2 и установленной иа основании 1 верхней опоры 3. Испытуемое зубчатое.колесо 4 закрепляется на конце торсионного вала 5,. установленного с возможностью поворота в кронштейне 6, который закреплен на опоре 2. На другом конце торсионного вала 5 закреплен рычаг 7. Взаимодействующий с испытуемым колесом нагружающий элемент 8 выполнен в виде упора с клиновым наконечником, кругового бурта и цилиндрического хвостовика, размещенного в направляющей 9 кронштейна 6, В направляющей 9 расположен наконечник ударника 10, к которому с помощью резьбы прикреплена тяга 11 с регулируемьтм реэьбовым упором 12,и пружиной 13, посредством которых ударник 10 опирается на втулку 14, верхнюю опору 3. Оснащенный круговым буртом другой конец тяги 11 расположен с возможностью осевого перемещения в отверстии роликового толкателя 15 кулачкового механизма, включающего, кроме того, кулачок 16. Толкатель 15 установлен с воэможностью перемещения в отверстии неподвижной втулки 14 и на неподвижном шлицевом валике 17, закрепленных на верхней опоре 3 и служащих ему направляющими. На толкателе 15 закреплена ось 18 со свободно вращающимся роликом 19, имеющим сферическую форму обода. Ролик 19 контактирует с профильной поверхностью кулачка 16, закрепленного на расположенном в подшипниках верхней опоры 3 валу 20. На рычаге 7 закреплен передвижной кронштейн 21, шарнирно соединенный с ползуном., например втулкой 22, кривошипно-ползунного механизма, включающего, кроме того, шатуны 23 и кривошипный вал 24, Между торцом втулки 22 и закрепленным на шатуне 23 подвижным упором 25 установлена пружина 26.1 атун 23 Закреплен на обойме 27, расположенной в подшипниках на эксцентриковом участке кривошипного вала 24. Последний расположен в подшипниках верхней опоры 3 и имеет привод, состоящий из электродвигателя28, закрепленного на валу последнего ведущего шкива 29, ремней 30 и ведомого шкива 31, установленного накривошипном вале 24. Конец рычага 7взаимодействует с регулируемым упором32, установленным на основании 1Дополнительный привод включает всебя электродвигатель 33 и связывающую его с кулачком 16 ременную передачу, состоящую из ведущего шкива34, установленного на выходном валуэлектродвигателя 33, ведомого шкива35, установленного на валу 20 и выполняющего роль инерционного маховика, и ремней 36.Стенд работает следующим образом.Перед испь 1 таниями зуб, смежный спервым испытуемым на зубчатом колесе4 и препятствующий его контакту снагружающим элементом 8, срезают иустанавливают зубчатое колесо 4 наторсионном валу 5. Включают электродвигатель 33, вращение от которогочерез ременную передачу состоящую из 25шкивов 34 и 35 и ремней 36, а такжес помощью вала 20 передается профильному кулачку 16, и электродвигатель28, который через ременную передачу,состоящую из шкивов 29 и 31 и рем 30ней 30, передает вращение кривошипному валу 24, В результате вращенияпоследнего происходит циклическоедеформирование пружины 26, усилиесжатия которой, передаваемое черезвтулку 22 и передвижной кронштейн 21рычагу 7, создает.пульсационный мо-,мент на торсионном валу 5, действующий на испытуемое зубчатое колесо 4,Пульсационная нагрузка на испытуемомзубе создается при его взаимодействии и с нагружающим элементом 8, опирающимся через йланец направляющей 9на кронштейн б и препятствующимповороту зубчатого колеса 4,В результате вращения кулачка 16 45и взаимодействия с последним ролика 19 совершается возвратно-поступательное перемещение роликового. толкателя 15 в направляющих в видевтулки 14 и щлицевого валика 17, а 50связанного с ним с помощью тяги 11ударника 10 - в направляющей 9. Приэтом контакт ролика 19 с кулачком 16обеспечивается силой сжатия пружины 13. 55Холостой ход совершается при обкатывании роликом 19 восходящей части профиля кулачка 16, а рабочий -под действием силы сжатия пружины 13при обкатывании нисходящей части 60профиля. Высота выступов кулака и,соответственно, ход роликового толкателя 15, превышает величину ходаударника 10 на величину отрезка а(Фиг.1). 65 Поэтому после остановки ударника 10 при ударе по нагружающему элементу 8, опирающемуся на испытуемый зуб, контакт между буртом наверхнем конце тяги 11 и роликовым толкателем 15 прерывается на время, зависящее от скорости вращения кулачка 16 и ограниченное, с целью предотвращения повторных ударов в результате после- ударного отскока, размерами и проФилем впадины кулачка 16. С целью предотвращения поворота зубчатого колеса 4 и рычага 7, размыкания контакта торцовых поверхйостей нагружающего элемента 8 и .направляющей 9 на кронштейне б и последующего искажения пульсационной и ударной нагрузок зазор между регулируежюм упором 32 и рычагом 7 полностью исключается.Точное задание скорости удара (и ударной нагрузки), зависящей от скорости вращения кулачка 16, и угла наклона между плоскостью его вращения и касательной к профильной поверхности в точке контакта с роликом 19 в момент удара, .достигается выбором точки контакта путем регулирования расстояния между роликом 19 и ударником 10, с целью обеспечения одновременного касания ударника 10, нагружающего элемента 8 и торцевой поверхности: роликового толкателя 15 .(бурта тяги 11), Это регулирование производится.с помощью резьбы на тяге 11, служащей для крепления последней к ударнику 10, Кроме того, точность задания ударной нагрузки обеспечивается уменьшением действующих на роликовый толкатель 15 крутящих моментов в плоскостях, перпендикулярных и параллельных направлению движения, которое позволяет снизить силы трения в его направляющих в виде втулки 14 и шлицевого валика 17 за счет выполнения роликового толкателя 15 в Форме незамкнутого прямоугольника, охватывающего профильную поверхность кулачка 16 в радиальной плоскости, и размещением в ней оси 18 ролика 19 и двух поперечных выступов, перемещающихся по втулке 14 и валику 17, а также за счет обеспечения совпадения геометрических осей симметрии втулки 14, валика 17, толкателя 15 с осями симметрии пружины 13, ударника 10 и с геометрическим центром сФерической наружной поверхности ролика 19. Требуемые скорости и частоты ударов обеспечиваются подбором сменных кулачков 16 и диаметра сменных шкивов 34 и 35. Регулирование пульсационной нагрузки обеспечивается перемещением кронштейна 21 на рычаге 7, регулирование частоты - изменением скорости вращения кривошипного вала 24, подбором диаметра сменных шкивов 29 и 31.акая конструкция стенда позволяет создавать регулируемые по величине и частоте приложения пульсационную и ударную нагрузки с любым законом их чередования и, тем самым, обеспечить расширение диапазона создаваемых нагрузок./5 лиал ппп "патент", г,ужгород, ул,проектна каз 245 б/13 ВНИИПИ по де 113035, Тирам 871осударственного комитета ССам изобретений и открытийМосква, Ж-З 5, Раушская наб.