Способ испытания зубчатых колес

- ,20527 О П И С А ЙМ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Стноз Советских Социалистических(22) Заявлено 03.10.72 (21) 1834493/25-28М 51) М, Кл. 1 М 13 02 исоединением заявк Государственный комете Совета Министров СССР по делам изобретенийн открытий(71) Заявитель 4) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛ цикла испытаний, снижение их ст повышение стабильности условий и позволяет получать постоянные чине силы, действующис на один 5 зуб на обкатываемом колесе в цикла испытаний. На фиг. 1 изображена схема ведущим обкатываемым колесоммыми обкатными колесами; на 0 схема испытания с ведущим обкат колесом и с двумя обкатными кол фпг. 3 - схема испытания с ведущ тываемым колесом и с четырьмя о колесами, соединенными поп арн 5 лельнымп пружинами; на фиг. 4 испытания с ведущим обкатываем сом и с четырьмя обкатными соединенными попарно пересека пружинами; на фиг, 5 - схема сте 0 дующим обкатным колесом, ведом ным колесом и паразитным обкат колесом; на фиг. 6 - схема испыта ним ведущим обкатным колесом,зитным обкатываемым колесом, о 5 домым обкатным колесом, нагр пружиной, закрепленной вторых на ведущем обкатном колесе; на 10 - схемы изменения взаимора ния точек крепления пружины; на 0 12 - эпюры нагружения зубчатыхоим ости, обкатки по вели- и тот же процессе Изобретение относится к испытательным машинам и стендам и может быть применено, в частности, при испытании зубчатых колес на износ пли на поверхностное выкрашиванне.Известны способы испытаний, заключающиеся в определении интенсивности износа рабочих поверхностей зубьев при различных нагрузках 11. Однако такие способы требуют значитсльных затрат времени и энергии при проведении испытаний.Наиболее близкими к предлагаемому изобретению по технической сущности являются способы испытаний, заключающиеся в приложении нагрузки на зубчатые колеса с помощью подпружиненной нагрузки, передаваемой на вал одного из колес 2.Но известные способы не обеспечивают нужных условий обкатки испытываемых колес.Предлагаемое изобретение отличается тем, что обкатное колесо нагружают внешней концентрированной силой, которую прилагают эксцентрично оси его вращения, а износ определяют для каждого зуба в отдельности. Передаточное число от обкатываемого колеса к обкатпому выбирают равным или кратным количеству обкатных колес или равным половине их количества.Такой способ обеспечивает сокращение стенда с т с ведофиг. 2 - ываемым есами; на им обкабкатными о парал - схема ым колеолесами, ющимпся нда с веым обкатываемым ния с одс парадним веужаемымконцом фиг. 7 - сположефиг. 11, колес по820527 зонам при передаточном числе =п и ==и 2 соответственно, где и - количествоведомых колес.Предлагаемый способ может быть реализован на стенде (см. фиг, 1), состоящем изприводного двигателя 1, ведущего обкатываемого колеса 2, неподвижно посаженногона приводном валу 3, ведомых обкатныхколес 4 (двух или более, количество. которых должно быть кратным 2, фиг, 2 - 4),смонтированных на подшипниках с возможностью вращения, и тарированной пружины 5 (одной или нескольких), прикрепленной концами к пальцам 6, эксцентричноустановленным на обкатных колесах, Еслипо условиям испытаний необходим постоянный контроль величины нагрузки и поддержание ее с высокой точностью, тарированную пружину заменяют силовым цилиндром,Под термином обкатываемое колесопонимают зубчатое колесо, которое находится в зацеплении не менее чем с двумяколесами. Обкатываемое колесо в кинематических схемах стендов может быть ведущим (фиг. 2, 3, 4) или паразитным(фиг. 6),Под термином обкатное колесо понимается зубчатое колесо, которое находитсяв зацеплении только с одним колесом, Обкатное колесо в кинематических схемахстендов может быть ведомым (фиг. 2, 3, 4)и ведущим (фиг. 6).Выбор кинематической схемы, количество ведомых зубчатых колес, передаточноечисло определяются условиями проведенияиспытаний.Нагрузка на зубья создается благодарядеформации пружины (растяжки или сжатия) перед испытанием, В этом состояниипружина находится весь цикл испытания.В зависимости от расположения точеккрепления пружин при работе стенда изменяется нагрузка на зубья (фиг. 7 - 10).Этот процесс поясняется на примере кинематической схемы с одним обкатываемыми двумя обкатными колесами.В исходном состоянии, когда двигательне работает, ведомые зубчатые колеса могут занимать любое промежуточное положение. Для удобства рассмотрения за ис.ходное примем положение, приведенное нафиг. 7. При вращении ведущего колеса помере проворачивания ведомых колес расстояние между пальцем, крепящим одинконец пружины, и точкой закрепления второго конца пружины сохраняется постоянным, следовательно, постоянным будет также усилие, создаваемое пружиной. При этом увеличивается плечо приложения этого усилия к зубчатым колесам (фиг. 8), вследствие чего увеличивается момент, нагружающий зубья, а следовательно, увеличивается и нагрузка, создаваемая на площадке контакта зубьев,4При достижении наибольшего моментанагружения (фнг. 8) при дальнейшем проворачивании зубчатых колес будет уменьшаться плечо приложения силы, следова 5 тельно, момент нагружения будет уменьшаться. При переходе точки, в которой сила будет направлена через центр вращенияобкатного зубчатого колеса (фиг. 9), мо.мент нагружения будет равен нулю, При10 дальнейшем вращении момент будет увеличиваться (фиг. 10), но направление его действия будет противоположным. После перехода через максимальное значение моментнагружения будет уменьшаться в связи с15 уменьшением плеча приложения силы.Следовательно, за один оборот обкатногоколеса на его каждой половине, образуемойосью симметрии, являющейся продолжением вектора приложенной силы, в случае,20 когда последний проходит через центр вращения колеса (фиг. 7 и 9), зубья будут воспринимать нагрузку различными рабочимиповерхностями. Эта нагрузка будет пере.менной по высоте зуба, а ее среднее зна 25 чение будет разным для каждого зуба зубчатого колеса и будет изменяться по определенному гармоническому закону.Для каждого конкретного зуба на всевремя испытаний эта нагрузка будет поЗО стоянной по своему среднему значению.Характер приложения и распределениясредней нагрузки по зубьям на обкатываемом колесе зависит от количества ведовыхколес п и передаточного числа35 2где 2 - число зубьев обкатываемого колеса, Лз - число зубьев обкатного колеса.В том случае, если с=п, все зубья обкатываемого колеса будут воспринимать на 40 грузку только одной стороной, При этомобразуется 2 п чередующихся зон (фиг. 11),отличающихся тем, что в каждой чередующейся зоне воспринимать эту нагрузку будут противоположные поверхности, по од 45 ной на каждом зубе,В случае, когдабудет кратно п (=ап)на обкатываемом колесе образуется 2 аптаких чередующихся зон.В случае, если =и/2, все зубья на обка 50 тываемом колесе будут воспринимать нагрузку обеими поверхностями, при этомобразуется п чередующихся зон (фиг. 12),в каждой из которых зубья воспринимаютразную по значению нагрузку в обоих на 55 правлениях, т. е, нагрузку воспринимаютобе,поверхности каждого зуба.Каждая зона имеет одинаковое количество зубьев. При этом и в случае, если=и, =ап, так и при =п 12, в каждой зо 60 не с одинаковым направлением силы зубьяобкатываемого колеса с одинаковым порядковым номером воспринимают равнуюпо среднему значению переменную нагрузку, но разную по отношению к зубьям иных65 порядковых номеров,520527 ФигЛ Зубья с одинаковыми порядковыми номерами в зонах на обкатываемом колесе и на обкатных колесах воспринимают равную нагрузку.Таким образом, определив среднее значе ние нагрузки на каждый зуб и дифференцированно износ каждого зуба за определенные заданные промежутки испытаний, получают ряд зависимостей д=(т) износа от времени при различных нагрузках. В 10 другом случае, определив износ каждого в отдельности зуба за определенный заданный отрезок времени, получают зависимость д=(Р)износа от среднего давления на зуб.15Таким же образом испытываются и конические зубчатые колеса. Формула изобретения201. Способ испытания зубчатых колес, при котором одно колесо обкатывают по меньшей мере одним обкатным колесом и определяют износ, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью сокращения цикла испытаний, снижения их стоимости и повышения стабильности условий обкатки, обкатное колесо нагружают внешней концентрированной силой, прилагаемой эксцентрично оси вращения, а износ определяют для каждого зуба в отдельности.2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения постоянной по величине силы, действующей на один и тот же зуб на обкатываемом колесе в процессе цикла испытаний, передаточное число от обкатываемого колеса к обкатному выбирают равным или кратным количеству обкатных колес или равным половине их количества.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Хрущов М. М. Лабораторные методы испытания на изнашивание материалов зубчатых колес, М, Машиностроение 1966, с, 44, рис. 22, 23.2. Авторское свидетельство СССР200245, кл. б 01 М 13/02, 1964, 520527520527 иг аиг В иг./ Составитель А. Верховский дактор Е. Месропова Техред В, Рыбакова Корректо хнин одписное пография, пр. Сапунова Заказ 1521/10 Изд.526 НПО Государственного ком по делам изобр 113035, Москва, Ж.35, Тираж 987тета Совета Министровтений и открытийРаушская наб., д. 4/5