Устройство для испытания на прочность зубчатых колес и их элементов

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для исследования прочности зубчатых колес и их элементов. Согласно изобретению устройство содержит корпус с установленным в нем испытуемым зубчатым колесом и нагружатель. С последним взаимодействуют переходник и нагружающий элемент. При этом устройство снабжено антифрикционными втулками для установки испытуемого зубчатого колеса вместе с валом, имеющим шлицы. Колесо через вал соединено шлицами и винтом с фланцем-поводком, застопоренным опорной планкой с внешней стороны корпуса. Шлицевое соединение может быть перпендикулярным или параллельным оси колеса. Предусмотрены планки для страховки от проворота зубчатого колеса. Переходник выполнен в виде рычага, установленного на оси в корпусе, а нагружающий элемент - в виде сменного платика. При работе устройства задействуется нагружатель и испытанию подвергаются как отдельные зубья, так и вся кинематическая цепь изделия (зубья-диск-ступица-вал-цапфы и т.д.). Изобретение позволяет определить, при воспроизведении реальных нагрузок, несущую способность зубчатого колеса в целом и его отдельных частей. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для исследования прочности зубчатых колес и их элементов: зубьев, вала, шлицев и др.

Известно устройство для испытаний зубчатых колес на статическую изгибную прочность зубьев, содержащее установочную плиту, смонтированные на ней корпус, имеющий направляющий валик для установки испытуемого колеса, фиксатор и нагружатель, выполненный в виде вилки, качающейся относительно оси валика и имеющей окна в боковых поверхностях ветвей вилки, размещенной в них пластины, воздействующей на испытуемый зуб, и регулировочных плиток, размещенных в окнах, а фиксатор установлен в Т-образном пазу, выполненном в установочной плите, и имеет форму зуба рейки, взаимодействующего с испытуемым колесом (SU, авторское свидетельство. N 491861, кл. G O1 M 13/02, опубл. 1875).

Недостатком указанного технического решения является сложность конструкции и ограниченность его применения.

Известно устройство, принятое за прототип, для исследования прочности зубьев колес, содержащее корпус с оправкой для установки испытуемого колеса, нагружатель, взаимодействующий с последним переходник с пазом и размещенный в пазу нагружающий элемент, причем переходник установлен в корпусе с возможностью перемещения в плоскости действия нагружателя, опорная поверхность нагружающего элемента и контактирующая с ней одна из поверхностей паза соосны и перпендикулярны плоскости перемещения переходника, нагружающий элемент размещен в пазу последнего с возможностью поворота вокруг оси цилиндров и с зазором между рабочей поверхностью и другой поверхностью паза (SU, авторское свидетельство N 1580202, кл. G O1 M 13/02, опубл. 1990).

Недостатком указанного устройства является невозможность определения прочности зубчатого колеса, как изделия в целом, а также отдельных его элементов, кроме зубьев.

Техническим результатом изобретения является возможность определения нагрузочной способности зубчатого колеса в целом и отдельных его элементов в условиях воспроизведения реальных нагрузок.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для испытания на прочность зубчатых колес и их элементов, содержащем корпус с установленным в нем испытуемым зубчатым колесом, нагружатель, взаимодействующий с последним переходник с нагружающем элементом, оно снабжено антифрикционными втулками, в которых установлено испытуемое зубчатое колесо с валом, имеющем шлицы, соединенное шлицами и винтом с фланцем-поводком, застопоренным опорной планкой с внешней стороны корпуса, и снабжено планками для страховки от проворота испытуемого зубчатого колеса, а переходник выполнен в виде рычага, установленного на своей оси в корпусе, нагружающий элемент выполнен в виде сменного платика.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 -разрез А-А с фиг, 1.

Устройство (фиг. 1, фиг. 2) содержит разъемный корпус, состоящий из двух вертикальных стоек 1 и 2, соединенных планками 3 с болтами 4, испытуемое зубчатое колесо 5, выполненное заодно или в сборе с валом 6, имеющем шлицы, и располагаемое между стоек корпуса 1 и 2 на антифрикционных втулках 7, выполняющих роль подшипников. Вал 6 соединен шлицами и винтом 8 с фланцем-поводком 9, расположенным с наружной стороны стойки 1. При этом шлицы вала 6 и фланца-поводка 9 образуют шлицевое соединение 10, располагаемое относительно оси испытуемого зубчатого колеса 5 параллельно либо перпендикулярно. Фланец-поводок 9 застопорен опорной планкой 11 с внешней стороны стойки 1. Нагружатель 12 оперт на переходник 13, который выполнен в виде рычага и установлен в стойках 1 и 2 на своей оси 14, и, в свою очередь, содержит нагружающий элемент 15, который выполнен в виде сменного платика, опирающегося на зуб испытуемого зубчатого колеса 5.

Беззазорный контакт между фланцем-поводком 9 и опорной планкой 11 обеспечивается с помощью регулировочных пластин 16. Для страховки от проворота испытуемого зубчатого колеса 5 при значительных нагрузках P служат планки 17.

Антифрикционные втулки 7 позволяют обеспечить необходимые удельные нагрузки при нагружении зубчатого колеса и его элементов.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемое зубчатое колесо 5 с валом 6, имеющем шлицы, устанавливается на антифрикционных втулках 7 в вертикальных стойках 1 и 2 разъемного корпуса устройства и соединяется с помощью винта 8 и шлицевого соединения 10 с фланцем-поводком 9. Нагружатель 12 воздействует на переходник - рычаг 13, который, поворачиваясь на своей оси 14, через нагружающий элемент-платик 15 передает нагрузку P на зуб испытуемого зубчатого колеса 5. От действия силы P возникает крутящий момент M≈P·l, где: l - расстояние от точки контакта нагружающего элемента-платика 15 с зубом испытуемого колеса 5 до центра последнего. Крутящий момент передается от зубчатого колеса 5 на вал 6, а далее - через шлицевое соединение 10 - на фланец-поводок 9 и через регулировочные пластины 16 на опорную планку 11. При этом образуется замкнутая кинематическая цепь, позволяющая одновременно нагружать и испытывать все элементы зубчатого колеса 5 с валом 6 и его соединений с фланцем-поводком 9, участвующие в передаче крутящего момента в реальных условиях.

Аналогично испытываются и отдельные элементы зубчатого колеса. Состояние испытуемого зубчатого колеса 5 в целом и отдельных его элементов контролируется визуально и с помощью специальных датчиков.

Устройство позволяет испытывать как отдельные элементы зубчатого колеса, такие как зубья, так и всю кинематическую цепь изделия, включая зубья, диск, ступицу, вал, цапфы, шлицевое соединение зубчатого колеса с фланцем-поводком. Причем шлицевое соединение может быть как перпендикулярным, так и параллельным относительно оси зубчатого колеса.

Формула изобретения

Устройство для испытания зубчатых колес и их элементов, содержащее корпус с установленным в нем испытуемым зубчатым колесом, нагружатель, взаимодействующий с последним переходник с нагружающим элементом, отличающееся тем, что оно снабжено антифрикционными втулками, в которых установлено испытуемое зубчатое колесо с валом, имеющим шлицы, соединенное шлицами и винтом с фланцем-поводком, застопоренным опорной планкой с внешней стороны корпуса, и снабжено планками для страховки от проворота испытуемого зубчатого колеса, а переходник выполнен в виде рычага, установленного на своей оси в корпусе, нагружающий элемент выполнен в виде сменного платика.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2