Зубчатая передача для испытания на усталостную прочность

 

Изобретение относится к машиностроению , а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытаниях и исследованиях колес зубчатых передач. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем упрощения изготовления при одновременном сокращении стоимости и продолжительности испытаний. Торцовые поверхности каждого из колес 1 и 2 выполнены с равными углами наклона к оси враа1ения, колеса 1 и 2 зубчатой передачи установлены зеркально относительно зацепляющихся зубьев, что обеспечивает при работе передачи изгиб ее валов 3 и 6, различные словия по перекосу и локализации контакта и определение их влияния на несущую способность передачи. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>}s 6 01 M 13/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788783/28 (22) 05.02.90 (46) 07.02,92 Бюл, N 5 (71) Донецкое производственное объединение по горному машиностроению "Донецкгормаш" (72) Л,M.Ðàñêèí (53) 621.833 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 167334, кл. О 01 M 13/02, 1964.

Авторское свидетельство СССР

Ъ 684368, кл, G 01 M 13/02, 1979, (54) ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и

„„й „„171 101 3 A l может быть использовано при испытаниях и исследованиях колес зубчатых передач, Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем упрощения изготовления при одновременном сокращении стоимости и продолжительности испытаний, Торцовые поверхности каждого из колес 1 и 2 выполнены с равными углами наклона к оси вращения, колеса 1 и

2 зубчатой передачи установлены зеркально относительно зацепляющихся зубьев,. что обеспечивает при работе передачи изгиб ее валов 3 и 6, различные, условия по перекосу и локализации контакта и определение их влияния на несущую способность передачи.

4 ил.

Изобретение относится K машиностроению и может быть использовано при испытаниях и исследовании зубчатых передач, Известно зубчатое колесо, используе- 5 мое при исследовании контактной прочности зубьев, выполненное с переменной длиной зубьев, Недостатком такого колеса является —î,, что оно не позволяет получить функцио- 10 нальную зависимость усталостной прочности от угла перекоса и требует для этой цели большое количество экспериментальных колес и повторных длительных испытаний. 15

Известно зубчатое колесо с постоянной длиной зубьев, но с переменным от зуба к зубу углом перекоса.

В этом колесе боковые поверхности зубьев не эквидистантны, ширина впадин 20 между зубьями не только iпеременна по длине каждого зуба, но отличаются от ширины соседних впадин. Такие зубья в зацеплении с сопряженными действительно оказываются в условиях перекоса, причем 25 переменного от зуба к зубу, что позволяет исследовать зависимость усталостной и рочности от угла перекоса.

Однако выполнить такое колесо невозможно никакими известными способами зу- 30 бообработки, Известный способ зубофрезерования или зубодолбления (зубострогания) по методу обкатки с использованием червячных фрез, гребенок или долбяков делает сосед- 35 ние зубья одинаковыми, т.е. не может обеспечить переменность угла перекоса.

Невозможно качественно выполнить такие зубья и методом индивидуального деления дисковыми или пальцевыми фрезами 40 из-за невозможности достл>кения при этом высокой точности.

Кром=" того, выполнение методом индивидуального деления зубьев с различным углом наклон" черезвычайно трудоемкая и 45 длительная работа, приводящая к удлинению и удорожанию экспериментов.

Сложность и проблематичность выполнения таких опытных колес связана еще и с тем, что величины перекосов, влияние кото- 50 рых подлежит изучению, очень малы и составляют считанные микрометры на длине зуба, Поэтому точность средств для осуществления колес, т,е, точность фрезы, станка должна быть на порядок выше.. 55

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем упрощения изготовления при одновременном сокращении стоимости и продолжительности испытаний.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в зубчатой передаче. включающей параллельные валы и установленные на них цилиндрические зубчатые колеса с прямыми зубьями и параллельными торцовыми поверхностями, причем торцовые поверхности каждого из колес выполнены с равными углами наклона к оси вращения, а колеса на валах установлены зеркально относительно эацепляющихся зубьев, зацеплению каждой пары зубьев соответствует различный прогиб валов и различный перекос в зацеплении этих зубьев. В то же время достигается это элементарно путем выполнения торцов наклоненными к оси вращения, что не требует никаких специальных инструментов и станков, т.е. достигается упрощение изготовления.

На фиг, 1 — 4 показана зубчатая передача последовательно в четырех фазах зацепления (через 90 угла поворота вокруг оси вращения), Зубчатая передача содержит два цилиндрических зубчатых колеса с прямыми зубьями и параллельными торцовыми поверхностями, установленных на параллельных валах, Цилиндрические зубчатые колеса 1 и 2 имеют одинаковое устройство, Они выполнены соскошенными подуглом параллельными основаниями, а торцовые поверхности каждого из колес 1 и 2 — с равными углами наклона к оси вращения, Зубчатое Kofieco 1 установлено в средней части вала 3, вращающегося в подшипниках 4 и 5.

Зубчатое колесо 2 установлено зеркально по отношению зацепляющихся зубьев зубчатого колеса 1 в средней части вала б, вращающегося в подшипниках 7 и 8, Зубчатая передача работает следующим образом.

При вращении валов 3 и б цилиндрические зубчатые колеса 1 и 2 за ка>кдый оборот проходят четы ре фазы (фи г. 1 — 4).

При расположении ступицы колес в средней части валов, посредине между опорами, оба вала прогибаются под действием усилий в зацеплении.

При этом валы в этом сечении и установленное на валу колесо не перекашиваются, если усилие от зацепления действует в этой же средней плоскости. Такая ситуация возникает только в фазах вращения, изображенных на фиг, 2 и 4.

Во всех остальных фазах зацепление зубьев происходит в положениях, смещенных со средней плоскости, Наибольшее удаление зоны зацепления от средней плоскости достигается в фазах, изображенных на фиг, 1 и 3, 1711013

ML

24 E I

Фиг. 2

При постоянстве нагрузки и усилий в зацеплении на валы наряду с распорным усилием действует и изгибающий момент, величина которого изменяется от нуля в фазах показанных на фиг. 2 и фиг. 4, до M=P L в фазах, показанных на фиг. 1 и 4.

Под воздействием изгибающего момента валы прогибаются, а среднее их сечение вместе с зубчатым колесом наклоняется на угол где М вЂ” изгибающий момент;

L — расстояние между опорами;

Š— модуль упругости;

1 — момент инерции сечения вала, Вместе с колесом наклоняются и зубья, находящиеся в зацеплении, перекашиваясь относительно сопряженных зубьев второго класса.

Таким образом, каждая зацепля ющаяся пара зубьев оказывается в условиях, различных по перекосу и локализации контакта, причем изменение этих условий монотонное, что позволяет четко выявить влияние перекоса на несущую способность передачи, При этом на каждом колесе имеются не менее двух участков одинаково наибольшего и двух участков наименьшего перекоса и по четыре участка одинакового промежуточного перекоса, что, таким образом, обеспечивает получение при испытании одной экспериментальной пары колес четырех ре5 зул ьтатов.

Таким образом, обеспечивается исследование влияния перекоса зубьев не только минимальным количеством экспериментальных колес, но и сами колеса оказывают10 ся простыми в изготовлении, дешевыми, Это, способствует ускорению эксперименТОВ, обеспечивая в то же время и их высокую точность, так как перекос зубьев автоматически монотонно изменяется от нуля до мак15 симума.

Формула изобретения

Зубчатая передача для испытания на усталостную прочность, содержащая параллельные валы и установленные на них

20 цилиндрические зубчатые колеса с прямыми зубьями и параллельными торцовыми поверхностями, отличающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем упрощения изготовле25 ния при одновременном сокращении стоимости и продолжительности испытаний, торцовые поверхности каждого из колес выполнены с равными углами наклона к оси вращения, а колеса на валах установлены

30 зеркально относительно зацепляющихся зубьев, 1711013

Составитель Л, Раскин

Редактор Н, Гунько Техред М,Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 333 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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