Стенд для испытания зубчатых колес по замкнутому силовому контуру

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях зубчатых колес на износ, изгибную прочность и усталостное выкрашивание. Целью изобретения является повышение производительности, эффективности и точности испытаний зубьев колес на износ, усталостное выкрашивание и изгиб путем создания различных нагрузок на отдельных секторных участках испытуемых колес и обеспечения возможности воспроизведения нагрузок и чисел циклов нагружения на зубьях отдельно выделенных секторных участков испытуемого колеса, соответствующих различным точкам кривой усталости. В стенде для испытания зубчатых колес 7 и 8 по замкнутому силовому контуру выполнен картер 1, размещенные в нем ведущий 2 и ведомый 3 валы, установленные на них технологические 4-6 и испытуемые 7 и 8 колеса двух диаметров, замыкаемые в контур технологическими колесами 9 и 10, барабан 16, нажимной ролик 17 и коромысло 22. Ось барабана 16 перпендикулярна осям испытуемых колес 7 и 8, ось нажимного ролика 17 параллельна оси барабана, ось качания коромысла 22 перпендикулярна торцовой плоскости испытуемых колес. Непрерывная наружная поверхность барабана 16 цилиндрическая или тороидная со ступенчатыми вдоль оси барабана 16 занижениями и со смещенными вдоль оси барабана 16 секторными поясками. 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

60 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

9Я0 (51)5 С 01 М 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 25 28 27

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4455483/25-28 (22) 05.07,88 (46) 07,10.90 ° Бюл. 11 37 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.А.Стадник, В.В.Хильчевский, I0,М.Тарасов и В.В.Стадник (53) 621 ° 833 (088 ° 8) (56) Машины и стенды для испытания деталей, /Под ред. Д.Н,Решетова.

M. Машиностроение, 1979, с. 70-73, рис.2,18. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЗУБЧАТЫХ

КОЛЕС ПО ЗАМКНУТОМУ СИЛОВОМУ КОНТУРУ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях зубчатых колес на износ, изгибную прочность и усталостное выкрашивание. Целью изобретения является повышение производительности, .эффективности и точности испытаний зубьев колес на износ, усталостное выкрашивание и изгиб путем создания различных нагрузок на отдельных секторных участках испытуемых колес

2 и обеспечение возможности воспроизведения нагрузок и чисел циклов нагружения ыа зубьях отдельно выделенных секторных участков испытуемого колеса, соответствующих различным точкам кривой усталости, В стенде для испытания зубчатых колес 7 и 8 по замкнутому силовому контуру выполнен картер 1,. размещенные в нем ведущий 2 и ведомый 3 валы, установленные на них технологические 4 — 6 и испытуемые 7 и 8 колеса двух диаметров, эамыкаемые в контур технологическими колесами 9 и 10, барабан 16, нажимной ролик 17 и коромысло 22. Ось барабана 16.перпендикулярна .осям испытуемых колес 7 и 8, ось нажимного ролика 17 параллельна оси барабана, ось качания коромысла 22 перпендикулярна торцовой плоскости ис- пытуемых колес. Непрерывная наружная поверхность барабана 16 — цилиндрическая или тороидная сс ступенчатыми вдоль. оси барабана 16 заниж"ниями и со смещенными вдоль оси барабана

16 секторными поясками. 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

3 1597660

Изобретение .относится к машиностроению и может быть использовано при испытании зубчатых колес на износ, изгибную прочность и усталостное выкрашивание.

Цель изобретения - повышение производительности, эффективности и точности испытаний зубьев колес на износ, усталостное выкрашивание и из- 10 гиб путем создания различных нагрузок на отдельных секторных участках испытуемых колес, а также .обеспечение возможности воспроизведения нагрузок и чисел циклов нагружения на зубьях отдельно выделенных секторных участков испытуемого колеса,соответствукидих различным точкам кривой усталости.

На фиг.1 показан стенд, аксонометрия; на фиг.2 — схема стенда; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.2 (механизм нагружения),; на фиг.4 выполнение развертки барабана, первый вариант; на фиг.5 — то же,второй 25 вариант; на фиг. 6 - .то же, третий вариант; на фиг .7 — развертка барабана с секторными участками,наклоненными к оси диска; на Фиг.8 — цилиндрический поясок барабана; на 30 фиг. 9 - тороидный поясок барабана; на фиг.10 — развертка нагружающего колеса; на фиг.11 — вид Б на фиг.2; на фиг.12 — вид В на фиг.2; на фиг.13 — диаграмма нагружения испы" туемых колес„ первый вариант; на фиг.14 — то же, второй вариант, Стенд содержит неподвижный картер

1, размещен -.;.г в нем ведущий 2 и ве домый 3 валы, установленные на них @ .технологические 4 — 6 и испытуемые

7 и 8 зубчатые колеса двух диаметров, замыкаемые в контур двумя технологическими колесами 9 и 10 двух

I диаметров, установленными на вспомогательном валу 11, размещенном на ры-. чажном водиле, выполненном в виде поворотной вокруг оси ведущего вала

2 люльки 12, привод-двигатель !З,кинематически связанный с ведущим .валом 2 с помощью муфты 14, нагружатель 15 отношение чисел зубьев больших колес Z к числу зубьев меньших колес Z выражено целым числом фл и и равно, например, 3 или выражено ш в виде смешанного числа k где а

k — целая часть смешанного числа, m и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа. Тогда, например,при

Z

Люлька 12 снабжена устройством, содержащим барабан 16 и воздействующий на барабан посредством нагружателя 15 нажимной ролик 17. Геометрические оси барабана 16 и нажимного ролика 17 параллельны между собой и лежат в плоскости, проходящей посредине между замыкающими контур колесами 9 и 10 перпендикулярно к осям испытуемых колес. Барабан 16 установлен неподвижно на оси 18,расположенной в люльке 12 на подшипниках качения.

Геометрическая ось барабана 16 перпендикулярна валам для установки испытуемых колес 7 и 8 и расположена в плоскости, проходящей через оси ведущего и .вспомогательного валов 2 и 11. Ось 18 барабана 16 кинематически связана со вспомогательным валом 11, например, с помощью зубчатой передачи, включающей пару конических зубчатых колес 19 и 20,установленных соответственно на оси 18 и вспомогательном валу 11.

Передаточное отношение Z I9/Z чисел зубьев Е и Z зубчатых

19 колес 19 и 20 равно, например, 1/и или единице при отношении чисел зубьев Z

u = 3 или равно, например, а/(ka+m) или единице при отношении чисел зубьев Е /Е, выраженном смешанным

t числом k — —, и равно, например, 4/5 при k = 1, m = 1 и а = 4.

Нажимной ролик 17 установлен на . оси 21, размещенной на сферических подшипниках в траверсе 22 свободного относительно люльки 12 коромысла 23, установленного на ведущем валу 2 на подшипниках с возможностью качания вокруг оси в направляющем пазу 24. Ось качания коромысла па- рапелльна валам для установки испытуемых колес. Наружный диаметр нажимного ролика назначается конструктивно.

Поскольку коромысло 23 установлено. свободно относительно люльки 12 с возможностью качания вокруг оси ведущего вала 2, а люлька 12 поворачивается вокруг оси того же вала,то .

97660 6 ось барабана 16, равном 1/u, или 1/3 при u = 3 и равном, например, 90 и p 2 3 ри2 =Z Е =Z илиизсоот5 ношений

5 15 нажимной ролик 17 и барабан 16 поворачиваются вместе с люлькой, сохраняя при этом параллельность своих осей 21 и 18 °

На непрерывной наружной поверхности барабана, цилиндрической или тороидной, за счет выполнения ступенчатых вдоль оси барабана занижений, например занижений 25 — 27, образованы смещенные вдоль оси барабана секторные пояски, например четыре пояска 28 — 31, шириной h с одинаковыми дуга!"ги ого ог а 2 и перекрывающие друг друга по дуге р (фиг.1 — 4), Перекрытие друг друга по дуге р секторных поясков обеспечигает непрерывность контакта барабана с нажимным роликом и плавность вступления в контакт каждого последующего секторного пояска барабана.

Секторные пояски в осевом сечении могут быть цилиндрическими (фиг.8) или тороидными (фиг.9). В первом случае технология получения поясков барабана проще, а во втором сложнее. Однако в первом случае цилиндрические пояски более чувствительны в пределах ширины пояска к концентрации нагрузки, а значит, к неопределенности линии действия результирующей нагрузки, чем во втором, возникающей из-за неточности монтажа и деформаций элементов устI ройства.

Наружный диаметр барабана и ширина поясков h выбираются конструктив но с таким расчетом, чтобы обеспечить технологичность секторных .поясков и их контактную прочность.

Количество секторных поясков, а также величины дуг, по которым выполняются секторные пояски барабана, выбирают в зависимости от требуемого количества отдельно выделенных секторных участков, нагруженных различной нагрузкой, и от величины дуг этих секторных участков, пропорциональных их числам зубьев, например, Е 2 2 и Е з и определяемых из соотношений

360 î

Е

/ Е е о/ ы

Z 1

360о — — — Z

Z I r

К

1О

360 360 о(=-- — - Z = — — - Z.о Z o

Ill м

360 360 о(— Z Ы = — — — Z е Е lg ь Е. 3 ° м М при передаточном отношении кинематической цепи вспомогательный вал 11 при передаточном отношении кинематнческой цепи вспомогательный вал 1 1 барабан 16, равном единице.

Секторные пояски 28 — 31 смещены ,вдоль оси барабана 16 на одинаковые или разные расстояния t э t! ° t 2 о друг от друга (фиг. 3-7) и смещены

20 в окружном направлении друг относительно друга на величину тех же дуг 0(<> о(! с и и В TQH же последовательности, что и секторные участки испытуемых зубчатых колес с

25 числом зубьев 2, Е, Z и Е

Для испытания зубчатых колес с передаточным отношением чисел зубьев

Е /Е, выраженным в виде смешанном

m го числа k †â€, секторные пояски

30 а

28 — 31 (фиг. 5) расположены по пе-. риметру барабана в пределах каждого из.секторов с дугами 360 /a илн

360 /(ka+m) при передаточных отноо. шениях кинематической цепи .вал 11 ось барабана 16, равных соответственно а/(ka+m) или единице.

Секторные пояски 28 — 31 барабана 16 в каждой в отдельности из раз40 несенных вдоль оси плоскостей объединены в группы, имеют одинаковые дуги о(о, о(г,,и огЗ и расположены в каждой группе с угловьм шагом, равным 360 /а или 350 /(ka+m)

45 при передаточных отношениях кинематической цепи вспомогательный вал

11 — ось барабана 16, равных соответственно а/(ka+m) или единице.

Для обеспечения равновероятности

5р усталостного излома или выкрашивания зубьев на отдельно вьделенных секторных участках в пределах каждого из секторов с числом зубьев Е ja на меньшем колесе создают разные нагрузки и числа циклов нагружения, соответствующие различным точкам кривой усталости, Для этого расстояние t. по оси

1 барабана между серединами двух, произ 1597660

bо,b и

"i+1 — параметры осевого смещения групп секторных ноя сков барабана, .

Ь вЂ” параметр осевого смещеЬ ния крайней группы сек- 20 торных поясков барабана, расположенной со стороны испытуемых колес, равен нулю или выражен целым числом, меньшим числа а;

Ъ „и Ь;, — параметры осевого смещения двух произвольно взятых групп, выражены целыми. числами, меньшими числа а, при этом b; меньше l но больше ь; р равно. п/2 или q, где n— показатель степени кри- 35 вой усталостного выкраЙивания, q — показатель степени кривой усталости .на изгиб.

Для испытания зубьев большого ко" леса на усталостное выкрашивание приа=4;Ь,=О;Ь,=1;Ь .=2и.

Ьз = 3 и n = б расстояния t,„ t„и

t 2 будут соответственно равны o = 45

О,1 Lî,;ü tt,= 0,16 Ь, и 2 0,327 (фиг.б); Аналогично для испытания зубьев большого колеса на изгиб при q = 6 t, 0)05 L, <„= 0,071

Ь о и 2. 0,136 Ьо 50

Для осуществления поставленной цели стенд снабжен нагружающим колесом 7 (фиг.10) установленным Ъ|а ведущем валу 2 и зацепляющимся с испытуемым колесом 8,,55

Нагружающее колесо 7 состоит из: смещенных вдоль оси колеса центрального 32 и боковых 33 венцов (Фиг.10), составленных из центральных 34— вольно взятых, групп секторных пояс= ков определено по зависимости

Ъ

Р

1 а-Ь о а-b e

t. =L(— — — -) о а-b а-.b 5 для углового шага секторных поясков, равного 360 /а, I где L — расстояние между середа о ной крайней группы сек- 10 торных поясков барабана, расположенной со стороны испытуемых колес, и осью . ближнего колеса;

37 и боковых 38 †.41 секторных участков, зубчатых, например участков

34, 35 и 41, и со срезанными зубьями, например участков 36 — 39 и 40, Центральные 34 — 37 и боковые 3841 секторные участки, зубчатые 34, 35 и 41 и со срезанными зубьями 3639 и 40 выполнены чередующимися в шахматном порядке, Секторные участки нагружающего колеса объединены в группы, количество которых равно количеству групп секторных поясков барабана и равно, например, 4. Секторные уч гстки расположены с такими же угловыми шагами 360о/а (или Z /а) и такими же, как на, барабане дугами и о/З, где

360о

И о — Z o м

З 5 м

360о

2> м между участками в пределах группы, где Z, Z Z.2 и Zз — число зубьев зубчатых секторных участков в кажpîé группе в отдельности, Каждая в отдельности группа центральных секторных участков 34 — 37 соответствует определенной группе секторных поясков 28 — 31 барабана по равенству дуг центральных секторных участков нагружающего колеса с числом зубьев на каждом секторном участке, равным Z,, Е Z Zз и дуг секторных поясков о, ц „, о и о на барабане.

Количество центральных секторнь|х участков со срезанными зубьями Ь в каждой группе в отдельности различно, не превосходит число а,принято равным параметру осевого смещения соответствующей ей группы по равен" ству дуг секторных участков и секторных поясков и равно, например, для группы секторных участков с числом зубьев 2 о Ь = Ь о 0; с числом зубьев Z Ь:< = b = 1; с числом

Ф зубьев Z Ь = Ь2 = 2; с числом

2 2 зубьев Z Ь < = Ь = 3. Центральные э 3 секторные участки, принадлежашие одной и той же группе, обозначены на фиг. 10 одинаковыми геометрическими фи гурами.

Испытуемое зубчатое колесо выполнено с проточками (не показано), раз.вжяющими зубчатый венец на три от9 )59 дельных венца; центральньп, например, шириной В, а боковые шириной

В/2.

Группы секторных участков поясков

42 — 45 расположены вдоль оси барабана,16 в порядке возрастания от Ь = 0 до Ь = 3 параметра осевого смещения группы секторных поясков барабана и равного им количества центральных секторных участков со срезанными зубьями в соответствующих им группах нагружающего колеса.

Барабан установлен на оси таким образом, что группа секторных поясков с наименьшим параметром осевого смещения групп Ь, равным наименьшему количеству Ь центральных сектор"е ных участков со срезанными зубьями в соответствующей группе нагружающего колеса, расположена со стороны испытуемых колес.

Барабан 16 на оси 18 и нагружающее колесо 7 на валу 2 в исходном положении закреплены в окружном нап— равлении так, что крайняя образующая секторного пояска одной .из групп барабана, например, пояска крайней группы с дугой с/ и крайний эуб секторного участка соответствующей ей группы нагружающего колеса с числом зубьев Z расположенные в направлении вращения соответственно барабана и нагружающего колеса или в противоположную ему, например, в сторону вращения барабана (фиг.11) и нагружающего колеса (фиг,12); находятся в контакте соответственно с нажимным роликом 17 и зубом большего испытуемого колеса 8.

Различные величины нагрузок и чисел циклов нагружения, соответствующие различным точкам наклонной ветви кривой усталости, могут быть получены при необходимости и на зубьях секторных участков меньшего испытуе. мого колеса.

Для этого расстояние t ; по оси барабана между серединами двух,произвольно взятых, групп секторных поясков определенно по зависимости — L ( е (2) для углового шага секторных поясков, равного 360 /(ka+m)s где k—

10 целая часть смешанно го числа

m ш и а — соответственно числи —: а

5 тель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, значения остальных величин boj b и Ь;,„аналогичны значениям, входящим в формулу (1), при этом Ь

В этом случае нагружающее колесо установлено на ведомом валу 3, Отно-: сительное расположение барабана и нагружающего колеса аналогично расположению в предыдущем варианте выполнения стенда, Центральный венец нагружающего колеса (не показано) состоит из четырех групп секторных участков с числом зубьев в каждой руппе, равным Z,j Е .Zz и Z.з Сек20 торные участки в каждой группе в отдельности расположены с шагом

Z

При этом количество групп центральных секторных участков колеса

25 равно количеству групп секторных поясков барабана, например равно 4.

Количество центральных секторных участков Go срезанными зубьями Ь „ равно параметру осевого смещения групп

30 секторных поясков барабана и равно соответственно Ь . = b, = O; Ь „, =

=Ь =1 Ь =Ь =2 Ь = Ь ъ 3

3.

Тогда, например, для испытания зубьев меньшего колеса на усталостное выкрашивание при n = 6, k = 1, m=1 иа=4, Ь =0; b, =1; Ь

= 2; b s = 3; расстояния toj, и будут соответственно равны t

40 0,077 Loj tf = Oj108 L 0 и tz=

0,17 Ь

Аналогично для испытания зубьев меньшего колеса на изгиб при q = 6, = 0,034 L,. t „ = 0,052 Lo u

45 = 0,075 L

Учитывая большой разброс экспериментальных данчых при испытании на усталостное выкрашивание и изгиб и трудность определения показателя сте5Q пени наклонной ветви кривой усталос.ти, пояски барабача выполняют с наклоном под углом q пс отношению к оси барабана (фиг.7), 0 — постоянная сила; R — усилие з опорах"L

55 расстояние между плоскостью, проходящей через середину пояска 30 и осью ведущего вала 2; Т вЂ” крутящий момент от внешней -силы; Т. — крутящий момент при разной нагрузке.

7660

° 50

ll . 159

Стенд работает следующим образом.

Нагружение осуществляют, например, грузом G на рычаге нагружателя 15 через траверсу 22 коромысла 23 и подвижные опоры оси 2I нажимного ролика 17, Нажимной ролик 17 воздействует с постоянной силой Q на один из поясков, например поясок 30 (фиг.1,2 и 3), барабана 16.

Так как барабан 16 установлен на оси 18, размещенной н люльке 12 и перпендикулярной к осям испытуемых. колес 7 и 8, а геометрические оси барабана 16 и нажимного ролика 17 параллельны и лежат в плоскости,проходящей посредине между замыкающими контур колесами 9 и 10 и,перпендикулярной к осям испытуемых колес 7 и 8, то опоры колес 9 и 10 оказываются нагруженными одинаковыми усилиями R величина которых зависит от величины внешнего момента QL поворачивающего люльку 12 и размещенные на ней барабан 16 и вспомогательный вал

11 вокруг оси ведущего нала 2. 1 может быть равно L

При этом зубчатое колесо 9 обкатывается по колесу 6. Крутящий момент через зубчатое колесо 10 и промежуточное свободно сидящее колесо 4 передается колесу 5 и валу 3. Различное число зубьев Z< и Z у колес

9 и 10 обуславливает отличие в углах поворота валов 2 и 3 и, следовательно, их закручивание. Крутящий момент

Т при приложении внешнего момента будет пропорциональным расстоянию

L между плоскостью, проходящей через . середину одной из групп поясков, например. 30, и осью ведущего вала 2.

Включают приводной двигатель 13 и производит испытание. Тогда при пере" даточном отношении чисел зубьев

Z 6/Z èñïûòóåìûõ колес 8 и 7, выраженным целым числом и, равным, например, 3, и передаточном отношении

Z19/Z „чисел зубьев Z 9 Е,о зубчатых колес 19 и 20, равным, напри- мер 1/и и равным, например 1/3, за время одного оборота меньшего испытуемого колеса 7 барабан 16 сделает один оборот. При этом плечо L силы изменит свою величину от Lo до

L в результате чего зубья секторнйх участков большего испытуемого колеса 8 с числом зубьев, равным

З, подвергнутся ра 09 1Ф личным нагрузкам, равным соответст- ) 5

BeHHo T Т„T и Т, Поскольку величина силы Q постоянна, а плечо, L изменяется от L до L и равно соответственно Ьо; Ь, = L + t о

1 2- Ly + t»ó L> L<+ ЕУ где to> и t — расстояния между середи1 нами соседних групп секторных поясков барабана, то Т,<Т„<Т < Т

При следуницем повороте колеса 7 и барабана 16 цикл повторяется. По завершению трех оборотов большее колесо сделает один оборот, Поэтому каждый из и секторов или из трех секторов при и 3.большего колеса с числом зубьев на каждом секторе, равном Z /u или Z /3 при

u = Э, подвергается в пределах отдельно взятых секторных участков с числом зубьев Z, Z » Z >, Е > моментам, равным соответственно Т,CT q

< Т сТ, как показано на диаграмме нагружения на фиг, 13 (изменение моментов при пересопряжении поясков с нажимным роликом на дуге перекрытия р не показано).

При передаточном отношении Ег/Е чисел зубьев испытуемых колес 8.и

7, выраженном смешанным числом

m k — — и равном, например 5/4 при

1, ш = 1 и а = 4, и передаточном отношении Z. /Z . чисел зубьев

-га колес 19 и 20, р™авном a/(ka+m), или равном 4/5 приk= l m! и а=4, за время поворота колеса 7 и барабана 16 соответственно на сектор с числом зубьев " /а или Е /4 при а=4 и с дугой 360 /а, или 90 при а = 4, плечо L силы Q изменит свою величину от L до L>, в результате чего зубья секторных участков с числом зубьев, равным Z Z, Z u Z, в,пределах сектора с числом зубьев

Е /а подвергнутся нагрузкам, равным соответственно то, Т1! Т и Тз причем аналогично, как и в предыдущем случае Т <Т „(Т <Т .

Поскольку отношение чисел зубьев большего испытуемого колеса Е к

6 числу зубьев Z меньшего испытуемого колеса выражено в виде смешанного

Ш числа k — - и равно, например, 5/4 при k = 1, ш = 1 и а = 4, то после каждых k оборотов, например первого оборота при k = 1 меньшего колеса 7, происходит смещение относительно большего колеса 8 на ш секторов, 13 !

1597660 например, на один сектор с числом зубьев Е /а, равным, например, Z /4, м при а = 4, контактирующих с секторами большего колеса с числом зубьев

2 /(ka+m) равным, например, Е /S при

k = 1, m = 1 и а = 4. По завершению (ka+m) (или пяти) оборотов меньшего колеса 7 при k 1, ш = 1 и а = 4 относительное положение колес 7 и 8 становится исходным, затем цикл повторяется.

Поэтому каждый иэ а секторов,или из четырех секторов при а = 4, меньшего колеса 7 с числом зубьев на каждом секторе, равном Z /а, или Z /4 м при а = 4, периодически за (ka+m) или за пять оборотов при k 1, m 1 и а = 4, контактирует последовательно с каждым иэ (ka+m), или из пяти секторов при k 1, m = 1 и а 4 большего колеса с числом зубьев на каждом секторе, равном Z

Е /5 при k = 1, m = 1 и а = 4,нагружаясь в пределах отдельно выделенных секторных участков с числом зубьев

Е, Е „, Е и Z моментами, равными соответственно Т (Т, (Т CT тп

Тогда при Z /Z. = k =- или, например, .5/4 при k = 1, m = 1 и а

= 4 на венцах меньшего и большего испытуемых колес 7 и 8 можно получить соответственно 4 и 5 секторов, в пределах каждого из которых имеется четыре участка с различными или одинаковыми числами зубьев Z Z

Z. и Z, подверженных различным нагрузкам Т, Т „ Тд и Тз.

Таким образом, на стенде представляется возможным произвести на одной паре испытуемых зубчатых колес в зависимости от количества групп секторных поясков барабана, равного количеству отдельно выделенных секторных участков в пределах секторов с числом зубьев Z /а или Е /(ka-.-m), . и количества этих секторов, равного, например, а, как бы по несколько серий опытов при различных нагрузках (по четыре серии опытов при четырех значениях нагрузки T (Tl (T Т на секторных участках с числом зубьев, paBHblM 2, Е,, Е и Ез при k 1, . m = 1 и а = 4), чем обеспечивается повышение производительности,эффективность и точность испытаний.

45 Так как секторные пояски барабана 16 расположены в пределах каждого

55

В случае испытания зубчатых колес в паре с. нагружающим колесом стенд работает аналогичным образом.

Так как количество b „, центральных секторных участков со срезанными зубьями в каждой группе в отдельности различно и меньше а и равно соответственно Ь н, b e 0; Ь „Ь, 11 Ьк Ьт 2 и Ькэ= Ьз 3 то соответствующие участки каждого иэ центральных секторов большего испытуемого колеса 8 с числом зубьев на секторе, равным 2

2 j5 при k = 1, m = 1 и а = 4,последовательно контактируя по дуге с сооветствующими секторными участками со срезанными зубьями нагружающего колеса 7, разгружаются за цикл (за четыре оборота) столько раз, сколько секторных участков со срезанными зубьями в каждой группе.

Поскольку дуги секторных поясков (их центральные углы o(e, о,, (и о() групп барабана и центральных секторных участков с числов зубьев

Z 2, Z u Z > нагружающего коле0ю са 7 одинаковы и в направлении вра,щения барабана 16 и нагружаюшего колеса 7 совпадают по Аазе (Фиг.11 и 12), а угловые скорости барабана.

16 и нагружающего колеса 7 равны по величине (передаточное отношение кинематической цепи ведомый вал 11 ось барабана 16 равна а/(ka+m) и равно 4/5 при k = 1, m = 1 и а = 4), достигается синхронизация времени зацепления каждого секторного участка нагружающего колеса 7 с испытуемым колесом 8 и времени нагружения контакта соответствующего ему секторного пояска барабана 16 нажимным роликом 17. сектора с дугой 360 /а или 90 при а = 4 идентично, а передаточное отношение кинематической цепи ведомый вал 11 — ось барабана 16 постоянно, то синхронизация времени "ацепления секторных участков нагружающего ко" леса 7 с испытуемым колесом 8 и кон" такта соответствующих им секторных поясков барабана с нажимным роликом обеспечивается в течение времени каждого оборота нагружающего копеса.

Тогдаприk=1, m=1иа 4 ) и количестве секторных участков со

15.1597660 где L

boþ bk

Ь1+

Ь о

t срезанными зубьями в каждой. группе, равном параметру осевого смещения соответствующих им групп секторных поясков барабана и равном соответственно Ь 1, Ь 1, Ь = 2 и Ьз

5 о

3, на испытуемом колесе 8 в пределах каждого из (ka+m) секторов,или каждого из пять секторов при k 1, m = 1 и а = 4 с числом зубьев

1О

Е /(ka+m) или Z

N и различным нагрузкам 7» Т, Т, и Тз, причем 4N о 3N > 2N ) N9 т <т «т

Выполнение расстояний между сере динами групп секторных поясков барабана по зависимости (1) при значениях параметров осевого смещения .групп равными соответственно Ь = О, .

b, = 1, Ь = 2 иЬ = 3 обеспечи- 25 вает равновероятность раэрушенпя зубьев центрального венца испытуемого колеса, поскольку значения полученных нагрузок и чисел циклов нагружения за время испытания соответствуют нескольким (четырем) точкам наклонной ветви кривой усталости.

Испытание меньших зубчатых колес в паре с большим нагружающим колесом на стенде осуществляется аналогично, как в предыдущем случае.

Формула изобретения

1, Стенд для испытания зубчатых колес по замкнутому силовому контуру, содержащий привод, картер,размещенные в нем барабан, нажимной ролик, KopoMbIcJIo и валы для установки испытуемых колес, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью. повышения производительности, эффективности и точности испытаний зубьев колес на износ, усталостное выкрашивание и изгиб, ось барабана перпендикулярна валам для установки испытуемых колес, ось нажимного ролика параллелвна оси барабана, а ось качания коромысла параллельна валам для установки испы55 туемых колес, непрерывная наружная поверхность барабана — цилиндрическая или тороидная, со ступенчатыми вдоль оси барабана занижениями, со смещенными вдоль оси барабана секторными поясками.

2. Стенд по п.1, о т л и ч а юшийся тем,что секторные пояски расположены по периметру барабана в пределах каждого из секторов с дугами, равными 36У /а или 360 /(ka+m) где k — целая часть смешанного

U1 числа k — -- m и а - соответственно а числитель и знаменатель правильной дроби смешанного числа, секторные пояски в каждой из разнесенных вдоль оси плоскостей объединены в группы, имеют одинаковые длины дуг и расположены в каждой группе с угловым шагом, равным 360 /a или 360 / (ka+m).

3. Стенд по и 2 о т л и ч а юшийся тем, что, с целью обеспечения воспроизведения нагрузок и чисел циклов нагружения на зубьях отдельно выделенных секторных участков испытуемого колеса, соответствующих различным точкам кривой усталости, расстояние t, по оси барабана между серединами двух. произвольно взятых групп секторных поясков определено по зависимости

P а-Ь

P а-Ь q = Ь (А — — — ) т o . a-b. а-Ь . н р ас сто я ни е между се р единой крайней группы секторных поясков барабана, расположенной со стороны испытуемых колес, и осью ближнеro испытуемого колеса; п ар аметры ос ев о го см ещения групп секторных пояс" ков барабана; параметр осевого cMemeния крайней группы сект орных по я ско в б ар аб ана, расположенной со стороны испытуемых колес, рав ен нулю или выражен целым числом, меньшим числа а для углового шага

360 /а или числа (ka+m) для углового шага

360 /(ka+m), при этом . Ь меньше Ь,, но боль1 1+1 ше Ьбв равно n/2 или q, где

n - пок аз атель ст епени

17

18

1597660

Р

) ka+m-b

20 кривой усталостного выкрашивания, q — показаI тель степени кривой усталости на изгиб, для уг-лового шага секторных поясков, равного 360 /а, или для углового шага секторных поясков, р авно го 360 / (ka+m) .

4. Стенд по п.3, о т л и ч а ющ.и и с я тем, что он снабжен нагружающим колесом, предназначенным для зацепления с испытуемым колесом, венец нагружающего колеса составлен из смещенных вдоль оси колеса центральных и боковых секторных зубчатых .участков с полными и со срезанными зубьями, чередующимися в шахматном порядке, секторные участки нагружающего колеса объединены в группы, количество которых равно количеству групп секторных поясков барабана, расположенные с такими же угловыми шагами и такими же, как на барабане, дугами между участками в пределах группы, количество центральных секторных участков со срезанными зубьями в каждой группе различно и равно параметру осевого смещения группы секторных поясков,соответствующей ей по равенству.дуг секторных участков v секторных поясков.

5. Стенд по пп, 1 — Э, о т л и— ч а ю шийся тем, что секторные пояски выполнены с наклоном по отношению к оси барабана.

28

1597660

1597660

1597660

1597660

1597660

Корректор М.Кучерявая

Заказ 3046 Тирам 443 Подписное

ВЙЙИПИ 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

; Редактор E.Ïàïï

Составитель .А. Верховский

Техред М.Ходанич