Способ определения остаточных напряжений в шестернях

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С О) В 5/30. ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3828712/25-28 (22) 11.10.84(46) 23.11 88. Бюл. У 43 (72) С.И.Иванов, Н.Г.Трофимов, .М.П.Шатунов, В.М.Ермолаев, Ю.П.Ковалкин и Э.И.Фрейдин (53) 531.781.2(088,8) (56) Туровский М.Л. Остаточные напря" жения во впадинах зубьев цементированных шестерен, — Вестник машиностроения, 1971, 11 9, с.38-40. (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧАХ НАПРЯЖЕНИЙ В ШЕСТЕРНЯХ, заключающийся в том, что из шестерни выреÄÄSUÄÄ 1439380 А 1 зают образец, удаляют с него поверхностные слои и замеряют перемещение образца, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем определения влияния каждого зуба шестерни на прочность, иэ шестерни образец вырезают в виде зубчатого венца и измеряют изменение диаметра венца перед удалением поверхностных слоев, разрезают образец по обраЗующей и измеряют перемещение образовавшихся при разрезании торцовых поверхностей образца, а поверхностные слои удаляют лишь со дна впадин венца, 1439380 остаточные напряжения разрезанного образца; дополнительные остаточные напряжения, связанные с отделением образца от шестерни; дополнительные остаточные напряжения образца, связанные с его разреэкой, где

Е

d 1 f

2 R Z г!!К, iZ -Z 1 Х" (1-Р ) 1.@-R)z — — — cos (— —" - — — ).„„— — ) т

Z Z Z

40 (где Е

Р

L модуль упругости материалами коэффициент Пуассона; длина удлинителя, эакрепляемого на одном из g5 торцов образца;

Rg+R q

R= — —2

В

R! средний радиус образца; радиус окружности впадин; радиус внутреннеи

Е Up ((!

<Ц 1- „2 Ц(! р, гт где U — изменение наружного радиуса, измеряемое после вырезки образца; изменение наружного радиуса, вычисленное методом конечных элементов при

P=R(l" !.< );

<1

Изобретение относится к измерительной технике.

Цель изобретения — повышение точности путем определения влияния каж5 дого зуба шестерни на ее прочность

sa счет выбора формы образца, Способ позволяет точнее определить остаточные напряжения в мелкомодульных шестернях. 10

На фиг.1 изображены схема отделения-кольца от шестерни и измеряемое

1 перемещение (изменение диаметра венца 2U>) образца; на фиг.2 - схема нагружения образца, эквивалентное 15 отделению от шестерни, и рассматриваемый полуэлемент Я /2; на фиг.3схема разрезки образца и измеряемое перемещение !(Ь - расстояние между измерительными базами, измеряемое до 20 разрезки - образца); на фиг.4 - схема нагружения полуэлемента, эквивалентного разрезке образца; на фиг.5— схема нагружения полуэлемента, эквивалентная удалению слоев; на фиг.б— схема измерения перемещений образца при удалении слоев.

Способ измерения остаточных напряжений в шестернях осуществляется следующим образом, 30

Из шестерни электроэрозионным спо- собом вырезают образец в виде зубчатого венца шестерни и измеряют воэникаюшее при этом изменение диаметра венца. Затем разрезают образец по образующей и измеряют перемещение образовавшихся при разрезании торцовых поверхностей образца. Далее методом анодного или химического растворения удаляют слои дна впадины шестерни и измеряют возникающие при этом переме щения образца. Связь между остаточными напряжениями и измеренными перемеЩениями устанавливается на основании решения задачи эквивалентного нагружения полуэлемента образца методом конечных элементов. Окружные остаточ. ные напряжения на дне впадины шестерни определяются по формуле

I (! ц к

Остаточные напряжения разрезанного образца определяются по формуле

Х - коэффициент, вычисляемый

P методом конечных элементов

Pо+

Дополнительные остаточные напряжения, связанные с отделением кольца от шестерни, определяют по формуле

I439380 где при

10 рею

Щц2. 2

6, " дополнительные остаточные

1 напря»кения, вычисленные методом конечных элементов при Р».

Дополнительные остаточные напряжения образца, связанные с его разрезкой, определяют по формуле н E d < » (1 Р) RÍX — расхоядение концов образца после разрезки;

К „ - коэффициент, вычисленный (!) методом конечных элементов

I2

М вЂ”, - = » ° у е ю

Ь - дополнительные остаточные напряжения, вычисленные методом конечных элементов при М 9 = 1.

Составитель Е.Щелина

Редактор А.Козориз Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева

Заказ 6065/38 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4