Способ определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к методам и средствам контроля зубчатых колес. Цель изобретения - снижение трудоемкости за счет уменьшения количества остановок испытательной машины и увеличение номенклатуры зубчатых передач путем обеспечения возможности применения способа к передачам, устанавливаемым в закрытых корпусах. Это достигается тем, что тарировочная зависимость датчиков строится до начала испытаний на вспомогательном образце, поэтому при испытании зубчатых колес нет необходимости останавливать испытательную машину для построения тарировочной зависимости датчиков и не нужно разбирать передачу для определения границ усталостных повреждений датчиков. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 0 01 В 7/28

ПРИ ГКНТ СССР

q ГП 3,".e, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4182278/25-28 (22) 12.01 ° 87 (46) 07,05,89, Бюп. Н- 17 (71) Челябинский филиап Государственного союзного научно-исследовательского тракторного института и Курганский машиностроительный институт (72) В.И,Дворчик, В,Л,Довжик, А,Я,Найштут, В,Н,Сыэранцев и А. 0, Удо викин (53) 531. 717, 2: 621, 833(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

1!!! 1191731 е кл, G 01 В 7/28, 1985. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕННАЯ КОЭФФЛЦИЕНТА

КОНЦЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕ1ИЙ В ЗУБЧАТ01

ПЕРЕДАЧЕ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к методам и сред1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к методам и средствам контроля зубчатых колес, Цель изобретения — снижение трудоемкости за счет уменьшения количества остановок машины и увеличение номенклатуры,исследуемых зубчатых передач путем обеспечения возможности применения способа к передачам, устананливаемым в закрытых для наблюдения корпусах.

На фиг.1 изображено семейство тарировочных зависимостей, характеризующих различную степень усталостных поврекдений датчиков; на фиг.2,схема расположення датчиков во впадинах между зубьями, ÄÄSUÄÄ 1478039 А1 стнам контроля зубчатых колес ° Цель из обр етения — снижение трудо емкости за счет уменьшения количества оста— нонок испытательной машины и увеличение номенклатуры зубчатых передач путем обеспечения возможности применения способа к передачам, устанавливаемым н закрытых корпусах, ЭТо достигается тем, что тарироночная зависимость датчиков строится до начала испытаний на вспомогательном образце, поэтому при испытании зубчатых колес нет необходимссти останав; пинать испытательную машину для построения тарироночной зависимости датчиков и не нужно разбирать передачу для определения границ устал остных повреждений датчикон, 2 ил.

Способ осуществляют следующим образом, Перед началом испытаний строят тарировочные зависимости, характериэу- (ф ющие различную степннь усталостных повреждений датчиков. Известно, что усталостные повреждения гальванических датчиков (реакция датчиков) характеризуются величиной структурных изменений и появлением темных пятен на поверхностй, поэтому в качестве параметра, характеризующего степень усталостных повреждений датчиков, примем -в данном случае относительную площадь измененной структуры в проценtax å

1478039

А=--- - - 100i. (1) овь где Б, — суммарная площадь зерен иза.о .мененной струк туры датчика;

2 — площадь поверхности датчика> ограниченная одной из линий, равной усталостной поврежденности, протяженность которой вдоль зуба равна длине пятна контакта, Тарировочные зависимости строят по критериям: 1 ) А= 1 ; 2 ) А, =20%;

А =401, 4) A =60 . 5) А 80

6) А„=100/, Для проведения тарировочных испытаний датчики наклеивают на коническую часть тарировочного образца и подвергают его циклическому нагружению при известной амплитуде деформа— ций, По ходу испытаний испытательную машину останавливают через небольшие промежутки времени и выявляют растущие зерна в структуре датчика, при этом фиксируют число циклов нагруже- 25 ний (число оборотов образца при испытании на машине МУИ-6000) и диаметр образца в сечении, в котором появилось первое увеличенное зерно структуры датчика, Растущие зерна рес- 3О пространяются от минимального сечения образца, в котором действуют наибольшие циклические деформации, к максимальному с наименьшими деформа-циями, поэтому при первой остановке машины на датчиках в опасном (минимальном) сечении образца могут быть обнаружены лишь начальные стадии уетаР лостных повреждений, например первые растущие зерна, которым соответствует 40 относительная площадь измененной структуры Aa=1, При последующих остановках количество зерен и их размеры увеличиваются, а первые растущие зерна наблюдаются в сечениях образца с большим диаметром. Таким образом, фиксируя при каждой остановке число циклов. нагружения и диаметр образца. в сечениях, в которых относительная площадь измененной структуры соответствует принятым значениям (А, A,—

А ), строят тарировочн|е зависимости между амплитудой сдвиговой деформации и базой испытаний (фиг, 1), При необходимости определить коэф- фициент концентрации напряжений К @ в зубчатой передаче бортового редуктора трактора во впадины испытуемых зубчатых колес 1 (фиг. 2) закрепляют например, путем наклейки датчики 2 контроля циклических деформаций. Затем проводят эксплуатационные испытания до появления растущих зерен 3 на датчиках 2 (не обязательно, чтобы это были первые зерна)., фиксируют число циклов нагружения Я до этого момен1 та„Первоначально первые растущие зерна появляются в местах действия наибольших циклических деформаций, затем по мере увеличения базы испытаний количество зерен в этих местах и их размеры увеличиваются, Поэтому при первой остановке испытательной машины определяют относительную площадь измененной структуры в месте действия наибольших циклических деформаций и по соответствующей тарировочной кривой определяют уровень максимальных деформаций

Если остановка машины пришлась на момент появления первых растущих зерен, то для определения У испольу макс. зуют татировочную зависимость, построенную по этому критерию, т, е, А .. Если испытательная машина была остановлена в тот момент, когда относительная площадь измененной структуры в месге концентрации деформаций составила 20/, то для определения значения ) „„, используют кривую, построенную по этому критерию, т. е.

А1 ° После определения величины испытания продолжают без остановок до р спространения измененной структуры

3 датчика 2 по длине зуба 1 не менее, чем на величину длины пятна 4 контакта, норма, которого устанавливается

СТ, СЭВ в зависимости от степени точности изготовления зубчатых колес, После окончания испытаний на датчике с измененной структурой, распространившейся не менее, чем на длину пятна контакта, можно выделить зону с равной степенью усталостных псвреждений, т,е. с равными значениями А (фиг.2). Линии, ограничивающие эти зоны (5 — 10 и т,д„), являются линиями равной поврежденности.

Допустим, что после окончания испытаний первые растущие зерна распространились вдоль зуба на величину длины пятна 4 контакта, то в этом случае величина номинальных деформаций „,м определяется следующим об разом, .Выявляют (например, с помощью сканирующего микроскопа) rpaКоэффициент концентрацйи напряжений рассчитывают по формуле (2) 1макс В ком s где макс 2! макс (нсм 2G <1 ««ом е

G — модуль сдвига, Формула (2) преобразуется к виду

К „=E /Г„„. (3)

Подставляя в формулу (3) известные значениЯ (макс и 1 ном Рассчить1вают величину К„

Формул а изобретения

Способ определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче, заключающийся в том, что в галтели зубьев закрепляют датчики ницу распростj) !lit«<ия !!еj)Elhiõ р 1с 1ущиx зерен (линию равной и

Б,ь и суммарную площадь зерен иэмеО&И ненной структуры ;><, „. По формуле (! ) определяют относительную площадь измененной структуры, Зная величину относительной площади измененной структуры и общую базу испытаний И (например получилось А = 207) по тарировоч; ной зависимости А < определяют уровень номинальных деформаци i | „» .

Если после окончания испытаний растущие зерна измененной структуры датчика вышли за пределы границ длины пятна контакта (фиг. 2), то в этом случае подсчитывают значения ппо щадей

БаВ,„и Б „., ограниченных линиеи 6 равной поврежденности, протяженность которой вдоль зуба равна длине пятна контакта, Затем определяют по зависимости (1) относительную площадь измененной структуры (например, получилось А = 40/) и по тарировочной зависимости А определяют g „„, 10

-действия наибольших напряжений и используют ее для определения максимальных напряжений по построенной тарировочной зависимости, вторую остановку делают после окончания испытаний зубчатой передачи и определяют относительную площадь измененной структуры датчиков, ограниченную одной из линий равной поврежденности, протяженность которой вдоль зуба равна длине пятна контакта, и используют ее для определения по тарировочной зависимости номинального напряжения, 40

45 к

147803Э

Составитель Б,Афонский

Те хр ед А. Кравчук

Корректор О. Кравцова

Редактор В.Петраш

Заказ 2352/40 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101