Способ определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средства и методам контроля зубчатых передач. С целью повышения точности и эксплуатационных возможностей способа используют датчики с различной чувствительностью, для каждого из которых строят тарировочные зависимости на основе принятых критериев оценки насыщения реакции, проводят эксплуатационные испытания передачи, на самом чувствительном датчике определяют площадь поверхности, ограниченную одной из линий равной степени реакции, протяженность которой вдоль зуба составляет не менее длины пятна контакта. На остальных датчиках фиксируют продольные координаты границ реакции, ограниченной линиями равной степени насыщения, принятых в качестве критериев, и на основе полученных данных с помощью тарировочных зависимостей определяют значения максимального и номинального напряжений. 3 ил.

(5 l ) 5 G 01 В 7/28

ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

БРЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Т СССР

ГОС ДАРС

ПО зо

ПРИ ГКК стр тод явл тен нос воз рир с р и I тер пен фиг на (61 (21 (22 (46 (71 инс (72 и А (53 (56

Ф 1 (5 4

КОН

ПЕР (57) стр тод цел цио

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ вЂ” РЕСПУБЛИК ь. ....,, ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1478039

4616352/25-28

06.12.88

23.11.90..Ъюл.. 11 43

Курганский машиностроительный итут

А. 10. Удовикин, В. Н. Сызранцев

И. Маленков

531.717.2:621.833(088.8)

Авторское свидетельство СССР

78039. кл. С 01 В 7/28, 1987.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ЕНТРАЦИИ НАПРЯЖЕНИЙ В ЗУБЧАТОЙ

АЧЕ

Изобретение относится к машиноению, а именно к средствам и мем контроля зубчатых передач. С ю повышения точности и эксплуатаных возможностей способа использобретение относится к машиноению, а именно к средствам и мем контроля зубчатых передач, и ется усовершенствованием изобрея по авт. св. N- 1478039. ель изобретения — повышение точи и расширение эксплуатационных ожностей. а. фиг. 1 изображено семейство тавочных зависимостей для датчиков эличной чувствительностью (I II

I), построенных по различным криям, характеризующим различную сте» реакции для каждого из них; на

2 — схема распределения. реакции атчиках ?, II и III, закрепленных зуют датчики с различной чувствительностью, для каждого из которых строят тарировочные зависимости на основе принятых критериев оценки насьш ения реакции, проводят эксплуатационные испытания передачи, на самом чувствительном датчике определяют площадь поверхности, ограниченную одной .иэ линий равной степени реакции, протяженность которой вдоль зуба составляет не менее длины пятна контакта. На остальйых датчиках фиксируют продольные координаты границ реакции, ограниченной линиями равной степени насыщения, принятых в качестве критериев, и на основе полученных данных с помоц1ью тарировочных зависимостей определяют значения максимального и номинального напряжений, 3 ил. во впадинах зубчатого колеса; на фиг. 3 - схема построения эпюры распределения напряжений в основании зубьев °

Способ определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче реализуют, следующим образом.

Для каждого типа датчиков, отличающихся один от другого чувствительпостью (I, II и III), строят тари ровочные зависимости по критериям, М характеризующим различную степень реакции датчиков. Известно, что реакция датчиков (медных гальванических) характеризуется уровнем структурных изменений, а также появлением и плотно1608423 стью "темных пятен" на их поверхности. В данном случае примем в качестве параметра, характеризующего степень реакции датчиков, относительную площадь измененной структуры:

А = ";--"-" - = 100

S u.

8 овц.

10 где 8 „ - суммарная площадь зерен измененной структуры датчика;

S о — площадь поверхности датчика, ограниченная одной из линий равной степени реакции.

Тарировочные зависимости .для каждого типа датчиков (I II a III) строят по трем критериям: для датчиков I (наиболее чувствительные) А, т — 1Х А = 50Х; А = 100K, для датчиков II (промежуточной чувстви- тельности) А =- 1%; А2 = 50Х, А з

100%, для датчиков III (наименее чувствительные) А " = 1 ; А" = 50%;

А, = 100, Дпя проведения тарировочных испьгтаний датчики типов I II u III наклеивают на коническую часть тарировочного образца и подвергают его циклическому нагружению при известной амплитуде деформаций. Реакция (растущие зерна) появится раньше на наиболее чувствительном датчике I, затем . на датчике II и наконец на датчике типа III. Под действием циклических деформаций реакция распространяется от минимального сечения образца, в 40 котором они максимальны, к большему диаметру с меньшими деформациями, По ходу испытаний испытательную машину останавливают через небольшие промежутки времени и выявляют растущие 45 зерна внутренней структуры датчиков, измеряют диаметр образца d, в тех сечениях, в которых площадь измененной структуры для каждого типа датчиков соответствует принятым критериям

1 1 . «1! 1(« А2 « A »A, A2 ° A),A„

А" Аа ). При каждой остановке фикЭ сируют число циклов нагружения И, .

На основе полученных данных (d, и N, ) строят тарировочные зависимости между амплитудой сдвиговой деформации

1 и базой испытаний (фиг. 1). а

Допустим, что необходимо определить коэффициент концентрации напряжений К в передаче бортового редуктора трактора. Для этого во впадины исследуемого зубчатого колеса закрепляют датчики 1 — 3 с чувствительностью

I„ II u III (фиг. 2). Затем проводят эксплуатационные испытания до появления растущих зерен 4 на каждом из дат-. чиков (не обязательно, чтобы это были первые зерна),и фиксируют число циклов нагружения N до этого момента. Первоначально растущие зерна 4 появляются на наиболее чувствительном датчике 1, а затем, по мере увеличения базы испытаний, зерна 4 будут появляться и расти на датчиках 2 и 3. В этом случае будет выполняться неравенство

ll ill

И.с. S e,c и.с 1

При этом допустим, что на датчике

3 можно выделить только одну зону, ограниченную линией равной степени

И1 реакции, соответствующей критерию А, 1! на датчйке 2 — две зоны, одна из которых соответствует критерию A . a и другая — критерию А, и на датчике

1 — три зоны, соответствующие критериям А,, А и А, причем зона А .

l 1 распрострайилась вдоль зуба на вели1 чину длины пятна контакта, а зона А на треть длины пятна контакта, и поэтому реакция на датчике 1 не может использоваться для определения величины и места действия максимальной деформации. После этого определяют продольные координаты зоны, ограниченной линиями равной степени насыщения, соответствующими принятым критериям . для датчика 1

Г I I

1ми 1 мак ) (2мин 12макс)

Н (ЗМИ11 ЗМакс) для датчика 2 и. (1lмии» 11мак ) (12мик t 12макс) 3 для датчика 3

11! Ill (11 мин 11иа кс ) где 1мии 1 макс максимальное и минимальное расстояния от торца зуба до границы реакции датчика, характеризуемой соответствующим критерием.

Полученные таким образом данные (1мии т 1макс 1 Ng ) позволЯют опреДе лить величину максимальных деформаций

„и построить эпюру распределения де эт мо ля кр

Для мат сво ний зак щая янн мож мер ска ний жен бье ном p (2) где го наг дел к и (де доп ата пят ния ост ния (на щад лен осн и N стр пре в о

55 ! го счи эпю вел

Пол вол коэ (де

КFp 2с макс I g нои ° коэ

5 160 рмаций в основании зубьев. Для го используют тарировочные зависи-. ти (фиг. 1). Значение ма„сопредет по известной базе N с помощью ой, построенной по критерию А ° определения величины $ HoQ предусивают использование известного

"ства эпюры распределения напряже(деформаций) вдоль зуба, которое ючается в том, что площадь, лежапод ней (эпюрой), остается постой независимо от ее формы, которая т меняться в зависимости, наприот угла перекоса зубьев в допумых пределах, т.е. эпюра напряже(деформаций) при правильном полои контактирующих поверхностей зуимеет прямоугольную форму, а пло" под ней равна

L — - длина пятна контакта. том случае, когда в передаче т место погрешность относительнооложения зубьев колес (перекос), узка по контактным линиям распреется неравномерно, что приводит менению формы эпюры напряжений ормаций). Однако для перекосов, скаемых требованиями по эксплуи зубчатых передач (когда длина а контакта удовлетворяет требоваточности), площадь под эпюрой ется неизменной. тсюда следует, что для определевеличины номинальных деформаций ряжений) необходимо знать плоограниченную эпюрой распредея деформаций (напряжечий). На

Ученных данных (l „„, 1иокс

) и тарировочной зависимости ится эпюра, характеризующая рас= еление деформаций (напряжений) новании зуба (фиг. 3). После этоюбьм из известных способов подывается площадь Б под полученной ой и по формуле (2) определяется чина номинальных деформаций / н „„ ченные значения о„с и g Ном поз™ ют в конечном итоге определить фициент концентрации напряжений ормаций) в зубчатой передаче редлагаемый способ определения фициента концентрации напряжений

8423 6 в зубчатой передаче обладает повышенными эксплуатационными качествами в сравнении с известными способами аналогичного назначения.

Применение датчиков с различной чувствительностью позволяет сократить число остановок испытуемого зубчатого механизма, необходимых для съема информации с датчиков, что существенно снижает трудозатраты при реализации способа; расширить область функциональных возможностей. Если при исполь. зовании датчиков одной чувствительности область функционанальных возможностей способа определяется диапазоном проявления реакции датчиков данного типа, то в случае применения датчиков с различной чувствительностью

20 область функциональных возможностей возрастает примерно в и число раз; повысить точность определения значений максе ном и, в конечном итоге, величины коэффициента концентрации

25 напряжений К о, Это обусловлено тем, что если в известном способе эпюра распределения деформаций вдоль зуба строится по точкам, количество которых определяется числом принятых кри30 териев, то в предлагаемом способе это число точек при других равных условиях умножается на число используемых типов (по чувствительности) датчиков. Увеличение числа экспериментальных точек повышает точность по35 строения эпюры распределения деформаций (напряжений) в основании зубьев и, как следствие, значений ° ном

И KFpe

Формула изобретения

Способ определения коэффициента концентрации напряжений в зубчатой передаче по авт. св. У 1478039, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и рас.иирення эксплуатационных возможностей, в галтели зубьев закрепляют дополнительные датчики, чувствительность которых отличается от чувствительности уже закрепленных датчиков, относительную площадь измененной структуры датчиков, относительную площадь измененной структуры датчиков, ограниченную одной из линий равной поврежденности, протяженность которой вдоль зуба равна длине пятна контакта, onределяют у наиболее чувствительного датчика, а на остальных датчиках измеряют продольные координаты границ

1608423 в реакции, ограниченной линиями равной степени насыщения °

/а

1608423 бил

Составитель Е. Щелина тор А. Козориз Техред M.Äèäûê Корректор Т.Иапец

Реда

3606 Тираж 503 Подписное

Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Зака

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