Стенд для испытаний зубьев зубчатых колес при динамических нагрузках

 

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЗУБЬЕВЗУБЧАТЫХ КОЛЕС.ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ , содержатий корпус, привод, связанный с ним кривошипно-ползунный. механизм с упругим шатуном, закрепленный в корпусе кронштейн, установленный в псЗследнем с возможностью по ворота торсионный вал, один конец которого предназначен для установки испытуемого колеса, прикрепленный к другому концу торсионного вала рычаг , взаимодействующей с ползуном и нагружающий элемент, предназначенный для взаимодействия с зУбом испытуемого колесаГ отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона создаваемых нагрузок, нагружающий элемент выполнен с цилиндрическим хвостовиком, размещенным в кронщтейне с возмо ностью перемещения вдоль оси, стенд снабжен дополнительным приводом, ударником, взаимодействукяцим с хвостовиком, кулачковым ме- § ханизмом, кулачок которого связан с (Л дополнительным приводом, а трлкательс ударником, и установленным на корс пусе регулируемым упором, взаимодействующим с Еилчагом.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1% (И) 3(59 1 М 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2916594/25-28 (22) 24.04.80 (46) 07.04.83. Бюл. Р 13 (72) М.Ф. Уркумбаев, С.A ° Aëèåâ .и Ю.Н.Курляндский (71) Джамбульский гидромелиоративностроительный институт (53) 621.833(088.8) (56) 1. Машины и стенды для испытания деталей. Под ред. Д.Н.Решетова.

M., "Машиностроение". 1970, с. 94-95, рис. 271, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 868465, кл. G 01 М 13/02, 1979 (прототип). (54)(57) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИИ ЗУБЬЕВ

ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ПРИ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ, содержаший корпус, привод, связанный с ним кривошипно-ползунный. механизм с упругим шатуном, закрепленный в корпусе кронштейн, установленный 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 колеса> о т л и ч а ю ш и и 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- щ

С2 ханизмом, кулачок которого связан с дополнительным приводом, а толкатель с ударником, и,установленным на корпусе регулируемым упором, взаимодей- С ствуюшим с рычагом.

1010486

Изобретение относится к Машино- строению,,а 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

15 установки .испытуемого колеса, закрепНаиболее близким к изобретению является стенд для испытаний зубьев зубчатых колес при динамических нагрузках, содержащий корпус, привод, связанный с ним кривошипно-ползунный механизм с упругим шатуном, закрепленный в корпусе кронштейн, установленный в последнем с возможностью поворота торсионный вал, один конец которого предназначен для установки испытуемо-З5

ro колесг, прикрепленный к другому концу торсионного вала рычаг, взаимодействующий с ползуном, и нагружающий элемент, предназначенный для взаимодействия с зубом испытуемого коле-40 са. Нагружавший элемент выполнен в виде пластины с острой кромкой (2J .

Недостаток стенда заключается в ограниченном диапазоне создаваемых нагрузок из-за невозможности создания45 дополнительно к.циклическим ударных нагрузок.

Цель изобретения — расширение диа пазона создаваемых нагрузок.

Указанная цель достигается тем, отто в стенде для HcIIbtTBHHH зубьев зубчатых колес при динамических нагрузках, содержащем корпус, привод, связанный с ним кривошипно-ползунный механизм с упругим шатуном, закрепленный 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, предназначенный для взаимодействия с зубом испытуемого колеса, нагружающий элемент выпол-65 ленный на его другом конце криволинейный рычаг, взаимодействующий с ползуном, и нагружающий элемент (1J, Недостаток известного стенда заключается в ограниченности диапазона создаваемых нагрузок из-эа невозможности создать асимметричную. цик- >5 лическую и ударные нагрузки. нен 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 регулируемь м реэьбовым упором 12, и пружиной

l13 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, включаюттего, 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. !

>1атун 23 Закреплен на обойме 27, расположенной в подшипниках на эксцентриковом участке кривошипного вала 24. Последний расположен в под1010486 шипниках верхней опоры 3 и имеет привод, состоящий из электродвигателя

28, закрепленного на валу последнего ведущего шкива 29, ремней 30 и ведомого шкива 31, установленного на кривошипном вале 24. Конец рычага 7 взаимодействует с регулируемым упором

32, установленным на основании 1

Дополнительный привод включает н себя электродвигатель 33 и связывающую его с кулачком 16 ременную передачу, состоящую из ведущего шкива

34, установленного на выходном валу электродвигателя 33, ведомого шкива

35, установленного на валу 20 и выполняющего роль инерционного махони- 35 ка, и ремней 36.

Стенд работает следующим образом.

Перед испытаниями зуб, смежный с первым испытуемым на зубчатом колесе

4 и препятствующий его контакту с нагружающим элементом 8, срезают и устанавливают зубчатое колесо 4 на торсионном валу 5. Включают электродвигатель 33, вращение от которого через ременную передачу состоящую из 25 шкивов 34 и 35 и ремней 36, а также с помощью вала 20 передается профильному кулачку 16, и электродвигатель

28, который через ременную передачу, состоящую из шкивов 29 и 31 и рем30 ней 30, передает вращение кривошипному валу 24. В результате вращения последнего происходит циклическое деформирование пружины 26, усилие сжатия которой, передаваемое через втулку 22 и передвижной кронштейн 21 рычагу 7, создает .пульсационный мо-, . мент на торсионном валу 5, действующий на испытуемое зубчатое колесо 4. пульсационная нагрузка на испытуемом зубе создается при его взаимодейст1 вии и с нагружающим элементом 8, опиpBIolt HMcH через йланец направляющей 9 на кронштейн б и препятствующим повороту зубчатого колеса 4, В результате вращения кулачка 16 45 и взаимодействия с последним ролика 19 совершается возвратно-поступательное перемещение роликового. толкателя 15 в направляющих н виде втулки 14 и ылицевого валика 17, а 50 связанного с ним с помощью тяги 11 ударника 10 — в направляющей 9. При этом контакт ролика 19 с кулачком 16 обеспечивается силой сжатия пружины 13. 55

Холостой ход совершается при обкатывании роликом 19 восходящей части профиля кулачка 16, а рабочий— под действием силы сжатия пружины 13 при обкатывании-нисходящей части 60 профиля. Высота выступов кулака и, соответственно, ход роликового толкателя 15, превышает величину хода ударника 10 на величину отрезка а (фиг.1). 65

Поэтому после останонки ударника

10 при ударе по нагружающему элементу 8, опирающемуся на испытуемый зуб, контакт между буртом на верхнем 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 послеударного 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 н плоскостях, перпендикулярных и параллельных направлению движения, которое позволяет снизить силн трения B pго направляющих н ниде втулки 14 и шлиценого 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 поиеречных 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 криношипного вала 24, подбором диаметра сменных шкивов 29 и 31.

1010486

". акая конструкция стенда поз воля.ет создавать регулируемые по величине и частоте приложения пульсационнук и ударную нагрузки с любым законом их чередования и, тем самым, обеспечить расширение диапазона создаваемых нагрузок.

1010486

Составитель B. Красненко

Редактор.А.Ми акина Техред А.Бабинец

Корректор Ю. Макаренко

Филиал ппп "патент", г.ужгород, ул.проектная, 4

Заказ 245б/13 Тирам 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F.-35, Раушская наб., д.4/5