Способ определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче

(21 (22 (46 (71 инс А. 10, Удовикин И. Маленков 531.71.2:621. Авторское свид 78039. кл. С 01 СПОСОБ ОПРЕДР ЕНТРАЦИИ НАПРЯ АЧЕ В. Н. Сызранце и.ПЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАЖЕНИЙ В ЗУБЧАТОЙ 54 ОН ЕР 57 Изобретение о нию, а именно сится к машинотр средствам и метых передач. С ости и эксплуатаспособа испольт контроля зубч повышения точ ых возможносте о стр тод яв т ффициента зубчатой щим образом.ов, отлича- ствительоят тариитериям,степень рео о с р и 1 тер что реакция еских) хактурных изм и плотнофиг н СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ- РЕСПУБЛИКь. ТВЕННЫЙ КОМИТЕТБРЕТЕКИЯМ И ОТНРЫТИЯМ Т СССР ВТОРСКОМУ СВИ 114780394616352/25-2806.12.8823.11.90 Ъюл У 43Курганский машиносуроительныи бретение относится к машин ению, а именно к средствам и мем контроля зубчатых передач, и ется усовершенствованием изобрея по авт. св. У 1478039. ель изобретения - повышение точи и расширение эксплуатационных ожностей.а. фиг. 1 изображено семейство тавочных зависимостей для датчиков эличной чувствительностью (1, 11 1), построенных по различным криям, характеризующим различную сте реакции для каждого из них; на 2 - схема распределения. реакции атчиках 1, 11 и 111, закрепленных зуют датчики с различной чувствительностью, для каждого из которых строяттарировочные зависимости на основепринятых критериев оценки насьш 1 енияреакции, проводят эксплуатационныеиспытания передачи, на самом чувствительном датчике определяют площадьповерхности, ограниченную одной .иэлиний равной степени реакции, протяженность которой вдоль зуба составляет не менее длины пятна контакта. Наостальных датчиках фиксируют продольные координаты границ реакции, ограниченной линиями равной степени насыщения, принятых в качестве критериев,и на основе полученных данных с помоц 1 ью тарировочных зависимостей определяют значения максимального иноминального напряжений. 3 ил. адинах зубчатого колеса, на 3 - схема построения эпюры расения напряжений в основании эупределбьевСпособ определения коэконцентрации напряжений впередаче реализуют, следуюДля каждого типа датчикющихся один от другого чувпостыл (1, 11 и 111), стрровочные зависимости по крхарактеризующим различнуюакции датчиков. Известно,датчиков (медных гальваничрактеризуется уровнем струменений, а также появлениестью "темных пятен" на их поверхности. В данном случае примем в качестве параметра, характеризующего степень реакции датчиков, относительную площадь измененной структуры:А = ";"-ф- = 100%Б и.8 ощ.10где 8, - суммарная площадь зеренизмененной структуры датчика;В о - площадь поверхности датчика, ограниченная однойиз линий равной степениреакции.Тарировочные зависимости для каждого типа датчиков (1, 11 и 111) строят по трем критериям: для датчиков 1 (наиболее чувствительные) А,т - 1 Х; А = 50 Х; А, = 100% для датчиков 11 (промежуточной чувстви-тельности) А =. 1%; А = 50 Х, А100% для датчиков 111 (наименее чувствительные) А," = 1%; А" = 50 Х; А, = 100%.Дпя проведения тарировочных испьг таний датчики типов 1, 11 и 111 наклеивают на коническую часть тарировочного образца и подвергают его циклическому нагружению при известной амплитуде дейормаций. Реакция (растущие зерна) появится раньше на наиболее чувствительном датчике 1, затем . на датчике 11 и наконец на датчике типа 111. Под действием циклических деформаций реакция распространяется от минимального сечения образца, в 40 котором они максимальны, к большему диаметру с меньшими деформациями, По ходу испытаний испытательную машину останавливают через небольшие промежутки времени и выявляют растущие 45 зерна внутренней структуры датчиков, измеряют диаметр образца Й, в тех сечениях, в которых площадь измененной структуры для каждого типа датчисоответствует принятым критериям. и ИАуАзА,АгАз Ац Аа ). При каждой остановке Фикесируют число циклов нагружения И,. На основе полученных данных (д; и И, ) строят тарировочные зависимости между амплитудой сдвиговой деформациии базой испытаний (Миг. 1).аДопустим, что необходимо определить коэффициент концентрации напряжений Кв передаче бортового редуктора трактора. Для этого во впадины исследуемого зубчатого колеса закрепляют датчики 1 - 3 с чувствительностью 1, 11 и 111 (фиг, 2). Затем проводят эксплуатационные испытания до появления растущих зерен 4 на каждом из дат-. чиков (не обязательно, чтобы это были первые зерна),и 6 иксируют число циклов нагружения М до этого момента. Первоначально растущие зерна 4 появляются на наиболее чувствительном датчике 1 а затем, по мере увеличения базы испытаний, зерна 4 будут появляться и расти на датчиках 2 и 3. В этом случае будет выполняться неравенствон 1 и8 р,с, 8 и,с8 и,сПри этом допустим, что на датчике 3 можно выделить только одну зону, ограниченную линией равной степени1 и реакции, соответствующей критерию А,1на датчйке 2 - две зоны, одна из которых соответствует критерию А;, аи другая - критерию Аи на датчике 1 - три зоны, соответствующие критериям А А и Апричем зона А. распрострайилась вдоль зуба на вели чину длины пятна контакта, а зона А на треть длины пятна контакта, и поэтому реакция на датчике 1 не может использоваться для определения величины и места действия максимальной дейормации, После этого определяют продольные координаты зоны, ограниченной линиями равной степени насыщения, соответствующими принятым критериям:для датчика 1Г 1 1 1(1 мин 1(макс )где 1 ми 1 акс- максимальное и минимальное расстояния от торца зубадо границы реакциидатчика, характеризуемой соответствующим критерием.Полученные таким образом данные (1 мии1 макс М 1 ) позволяют определить величину максимальных деформацийи построить эпюру распределенияде эт мо ля крДлямат сво ний зак щая янн мож мер ска ний жен бье Ном 1 у(2) где гонаг к и (де доп ата пят ния ост ния (на щад лен осн и И стр пре в о 45 50 55го счи эпю вел Пол вол коэ (де Гмакс (ноикоэ 5 160 рмаций в основании зубьев. Для го используют тарировочные зависити (Фиг. 1)Значениеасопредет по известной базе Ос помощью ой, построенной по критерию Аопределения величиныно предусивают использование известного "ства эпюры распределения напряже(деформаций) вдоль зуба, которое ючается в том, что площадь, лежапод ней (эпюрой), остается постой независимо от ее формы, которая т меняться в зависимости, наприот угла перекоса зубьев в допумых пределах, т.е. эпюра напряже(деформаций) при правильном поло- и контактирующих поверхностей зуимеет прямоугольную форму, а пло"под ней равна 1. - длина пятна контакта. том случае, когда в передаче т место погрешность относительнооложения зубьев колес (перекос), узка по контактным линиям распре- ется неравномерно, что приводит менению Формы эпюры напряжений ормаций). Однако для перекосов, скаемых требованиями по эксплуи зубчатых передач (когда длина а контакта удовлетворяет требоваточности), площадь под эпюрой ется неизменной.тсюда следует, что для определевеличины номинальных деформаций ряжений) необходимо знать плоограниченную эпюрой распредея деФормаций (напряжечий), На ве полученных данных (1 мине 1 иос ) и тарировочной зависимости ится эпюра, характеризующая рас= еление деформаций (напряжений) новании зуба (Фиг. 3). После этоюбьм из известных способов подывается площадь Б подполученной ой и по формуле (2) определяется чина номинальных деформаций, ченные значенияцс ином поз ют в конечном итоге определить фициент концентрации напряжений ормаций) в зубчатой передаче редлагаемый способ определенияФициента концентрации напряжений 8423 6 в зубчатой передаче обладает повышенными эксплуатационными качествами всравнении с известными способами аналогичного назначения.Применение датчиков с различнойчувствительностью позволяет сократитьчисло остановок испытуемого зубчатогомеханизма, необходимых для съема инФормации.с датчиков, что существенноснижает трудозатраты ври реализацииспособа; расширить область функциональных возможностей. Если при использовании датчиков одной чувствительности область функционанальных возможностей способа определяется диапазоном проявления реакции датчиков данного типа, то в случае применения датчиков с различной чувствительностью 20 область Функциональных возможностейвозрастает примерно в и число раз;повысить точность определения значениимаксном и, в конечном итоге,величины коэффициента концентрации 25 напряжений К с(. Это обусловлено тем,что если в известном способе эпюрараспределения деформаций вдоль зубастроится по точкам, количество которых определяется числом принятых кри териев, то в предлагаемом способеэто число точек при других равных условиях умножается на число используемых типов (по чувствительности) датчиков. Увеличение числа экспериментальных точек повышает точность построения эпюры распределения деформаций (напряжений) в основании зубьеви, как следствие, значений,сноми Кре40Формула изобретения Способ определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче по авт. св. У 1478039, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и рас.юирення эксплуатационных возможностей, в галтели зубьев закрепляют дополнительные датчики, чувствительность которых отличается от чувствительности уже закрепленных датчиков, относительную площадь измененной структуры датчиков, относительную площадь измененной структуры датчиков, ограниченную одной из линий равной поврежден- ности, протяженность которой вдоль зуба равна длине пятна контакта, определяют у наиболее чувствительногодатчика, а на остальных датчиках измеряют продольные координаты границ 1608423 в реакции, ограниченной линиями равной степени насыщенияРеда 3606 Тираж 503 ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Зака В Произ одственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101