Зубчатое колесо для испытаний на контактную усталость

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании зубчатых колес на износ, изгибную прочность и усталостное отношение, равное K<SP POS="POST">.</SP>M/A, где K - целая часть смешанного числа, M и A - соответственно числитель и знаменатель правильной дроби. Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытаний путем обеспечения равномерного износа рабочей поверхности зубьев и создания идентичных условий нагружения для одноименных зубьев каждого сектора зубчатого колеса. Венец зубчатого колеса 7 составлен из зубчатых секторов 17-20 с одинаковым числом зубьев с переменной шириной, изменяющейся по одинаковой зависимости. Если сопрягаемое колесо 8 имеет больший диаметр, то общее число зубьев Z<SB POS="POST">м</SB> кратно A, число зубьев в секторе равно Z<SB POS="POST">M</SB>/A, а число секторов A. Если сопряженное колесо имеет диаметр меньше, то общее число зубьев Z<SB POS="POST">б</SB> кратно (KA+M), число зубьев в секторе Z<SB POS="POST">б</SB>/(KA+M), а число секторов равно (KA+M). 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 M 13/00

АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

НТ СССР

ГОСУ

ПО И

ПРИ Г

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТОРСKOMY CВИДЕТЕЛЬСТВУ

К А

Фиг. 2 (21) 4 (22) 0 (46) 2 (71) К

50-ле ческо (72) В мане (53) 6 (56) А

¹16

А № 4 кл. G (54) 3

KA K. (57) И нию, може зубча сть и

53541 /25-28 ,07.88 .11.90. Бюл. ¹ 43 евский политехнический институт им. ия Великой Октябрьской социалистиреволюции .А.Стадник, M.Ã.Êoñòeöêèé и А.Ф.Рока

1.833(088.8) тарское свидетельство СССР

334, кл. G 01 M 13/02, 1964. тарское свидетельство СССР

1900, 1 М 15/02, 1981.

БЧАТОЕ КОЛЕСО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

НТАКТНУЮ УСТАЛОСТЬ обретение относится к машиностроеименно к испытательной технике, и быть использовано при испытании

ыя колес на износ, изгибную прочносталостное отношение, равное k m/а, .БЫ,„, 1б08450 А1 где k — целая часть смешанного числа, m и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби. Целью изобретения является повышение достоверности результатов испытаний путем обеспечения равномерного износа рабочей поверхности зубьев и создания идентичных условий нагружения для одноименных зубьев каждого сектора зубчатого колеса. Венец зубчатого колеса 7 составлен из зубчатых секторов 17 — 20 с одинаковым числом зубьев с переменной шириной, изменяющейся по одинаковой зависимости. Если сопрягаемое колесо 8 имеет больший диаметр, то общее число зубьев z> кратно а, число зубьев в секторе равно zM/à, а число секторов а. Если сопряженное колесо имеет диаметр меньше, то общее число зубьев ze кратно (ka+ m), число зубьев в секторе

ze/(ka + m), а число секторов равно (ka+ m).

3 ил.

1608450

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании зубчатых колес на износ, изгибную прочность и усталостное выкрашивание в передачах, имеющих передаточное отношение, m равное k = — . где k — целая часть смешана ного числа; m и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов испытаний путем обеспечения равномерного износа рабочей поверхности зубьев и создания идентичных условий нагружения для одноименных зубьев каждого сектора зубчато о колеса.

На фиг.1 изображен стенд замкнутого контура с установленным зубчатым колесом для испытания на контактную усталость, на фиг.2 — вид А на фиг,1; на фиг.3 — диаграмма нагружения зубьев каждого сектора колеса.

Стенд содержит неподвижный картер 1, размещенные в нем ведущий 2 и ведомый 3 валы, установленные на последних технологические 4-6 и испытуемые 7 и 8 колеса разных диаметров, при этом колесо 4 с воэможностью поворота относительно вала 2, замыкающие контур два технологических колеса 9 и 10 разных диаметров, установленные на вспомогательном валу 11, последний размещен в рычажном водиле, выполненном в виде поворотной вокруг оси ведущего вала 2 люльки 12 и рычага 13 с размещенным на нем грузом 14. Приводной двигатель 15 кинематически связан с ведущим валом 2 с помощью муфты 16.

Отношение чисел зубьев гь большего колеса 8 к числу зубьев zM меньшего колеса7 равно смешанному числу k = —, где k— д целая часть смешанного числа, m и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби. Тогда, например, при z6/zM

= 5/4 kравно единице,,m — также единице, а а — четырем, Если из пары испытуемых колес 7 и 8, например. меньшее колесо 7 предназначено для испытания нг контактную усталость, то другое, сопрягаемое с ним, большее колесо 8 будет выполнено зубьями с постояной по окружности шириной. Тогда венец колеса 7 будет иметь число зубьев zM, кратное а, и а зубчатых сектора, например четыре сектора 17 — 20, при а = 4, с числом зубьев венца и на каждом секторе, равном соответ м ственно zM= 8, 12, 16 и т.д. и —, т.е, 2, 3, 4 и т.д. Ширина зубьев каждого из зубчатых секторов 17-20 выполнена изменяющейся

55 по одинаковой зависимости, например по

ЛИНЕЙНОМУ ЭаКОНУ От b мин ДО b макс.

При необходимости исследования износостойкости и контактной прочности рабочих поверхностей зубьев большего колеса 8 изменение ширины зубьев на зубчатых секторах должно быть осуществлено на большем колесе 8. При этом количество зубчатых секторов с изменяющейся по одинаковой зависимости шириной зубьев равно числу (ka+ m), число зубьев я кратно этому числу, а число зубьев на каждом секторе равно

zg(ka + m), где k — целая часть смешанного

m числа k —, выражающего отношение числа а зубьев zb большего колеса 8 к числу зубьев

zM меньшего колеса 7, m и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби. В этом случае зубья колеса 7 выполнЯютсЯ с постОЯннОЙ шириноЙ, При z5/zM =

5/4 число зубьев ze колеса 8 кратно пяти и равно 10, 15, 20 и т.д., число секторов равно пяти и число зубьев на каждом секторе равно2,3,4итд.

Стенд с установленным зубчатым колесом работает следующим образом.

Нагружение осуществляется с помощью груза 14, подвешенного на рычаге 13 и поворачивающего люльку 12 с размещенным в ней вспомогательным валом 11, в результате чего зубчатое колесо 9 обкатывается по колесу 5. Крутящий момент через зубчатое колесо 10 и промежуточное свободно сидящее колесо 4 передается колесу

6 и валу 3. Различное число зубьев zQ u zM колес 9 и 10 обуславливает отличие в углах поворота валов 2 и 3 и, следовательно, их закручивание моментом постоянной величины. Включают приводной двигатель 15 и производят испытание.

При отношении числа зубьев z5 к zM зубчатых колес 8 и 7, определяемого в общем случае в виде смешанного числа и (и, как частный случай. — из отношения (a+ 1)/а при

m и К равных единице), и равном, например, 5/4 при а =- 4. За один оборот меньшего колеса 7 большее колесо 8 делает а/(а +1) оборота, например 4/5 оборота при а = 4, т,е. большее колесо 8 отстает от меньшего колеса 7 на 1/(а + 1) оборота или íà zo/(а +

+1) зубьев, например íà ze/5 зубьев при а =

=4, и со следующего оборота зубья меньшего колеса 7 контактируют уже с другими зубьями большего колеса 8.

ПО завершению 2-го оборота меньшего колеса 7 большее колесо 8 делает 2а/(а + 1) оборота, например 8/5 оборота при а = 4, отстав от меньшего колеса 7 на 2ze/(а + 1) зубьев, например на 2zo/5 зубьев при а = 4, и со следующего оборота зубья меньшего

5 16()8450

7 контактируют уже с другими зубьольшего колеса 8 по сравнению с дущим оборотом. При дальнейшем нии за каждый оборот меньшего копроисходит изменение его относиго расположения по отношению к ему колесу 8 на 1/(а + 1, оборота, мер на 1/5 оборота, или на z0/5 зубьа = 4. Тогда по завершению (а + 1) а меньшего колеса 7, например 5-го та, при а = 4 большее колесо 8 сделает отов, например четыре при а = 4, т.е. ее 7 и большее 8 колеса займут исходносительное расположение одно отельно другоro, следующие (а + 1) тов, например пять оборотов, меньолеса 7 и а оборотов, например четырота, большего колеса 8 при а = 4. цикл повторяется и т.д.

1/а оборота меньшего колеса 7, нар 1/4 оборота при а = 4, большее

8 делает 1/(а + 1) оборота, например

opora при а = 4. А поскольку за кажорот меньшего колеса 7 происходит ание большего колеса 8 именно на

1) оборота, а затем через (a+ 1) оборот овторяется, то зубья меньшего колеса .2), расположенные на определенных ах, например на секторах 17 — 20, сотвующие 1/а оборота, или zM/а зубьных например, 1/4 оборота, или z>/4 при а = 4, будут каждый по очереди овательно один раз эа цикл (а + 1)/5 тов при а = 4 меньшего колеса 7 коновать с зубьями большего колеса 8, ложенными на различных секторах по етру колеса 8, равных 1/(а + 1) обороze/(а + 1) зубьев или, например, 1/5 та, или ze/5 зубьев при а = 4.

|полнение ширины венцов по дугам ов 17 — 20, содержащих одинаковое чисьев, например z/4 при еремен ной, изменяющейся по одной и закономерности от Ьмин до Ьмакс для го из секторов, обеспечивает за цикл ения контакт зубьев этих секторов, их одну и ту же длину, но расположенраэличных секторах, с одними и теми ьями, расположенными на секторах с зубьев zg/(ka+ m) колеса с постоянной ой венца. ким образом, представляется воэм реализовать нагружение одних и колес ями пред вращ леса тельн боль напр ев пр обор обор а обо мень ное о носи сбор щего ре об

Дале

3 прим колес

1/5 о дый о отста

1 /(а + цикл

7 (фи секто ответ ев, ра зубье после обор такти расп пери та ил обор

В секто лозу а =-4, той ж кажд нагру имею ных н же зу число шири

Т можн

50 тех же зубьев колеса с постоянной шириной венца, но расположенных на разных секторах по окружности колеса, одной и той же

Р удельной нагрузкой с1р = —, где Рп — норЬ., мальное давление на зуб, bp — длина соответствующих зубьев с переменной шириной венца, расположенных на разных секторах.

При этом закон изменения удельной нагрузки оТ цмин до цмакс на каждом секторе соответствует при постоянной нагрузке в контуре закону изменения ширины венца от

Ь макс до Ь мин на секторах (фиг. 3).

Выполнение ширины венца колеса изменяющейся по одинаковой закономерности на различных зубчатых сектооах, содержащих одинаковое число зубьев, равное z/à или z(ka + m), где z — число зубьев колеса, k — целая часть смешанного числа

km/а; m и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби, обеспечивает контакт зубьев каждого из секторов с числом зубьев zM/a на меньшем колесе с переменной шириной венца с зубьями каждого из секторов с числом зубьев ze (ka+ m) на большем колесе с постоянной шириной венца и, наоборот, обеспечивает равномерность износа зубьев по длине обоих колес и приводит к равномерности распределения нагрузки по длине зубьев, позволяя более достоверно определить величину напряжений и тем самым повышение достоверности результатов испытания.

Формула изобретения

Зубчатое колесо для испытаний на контактную усталость, содержащее расположенные в одной плоскости зубчатые сектора с одинаковым числом зубьев, образующие венец зубчатого колеса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов испытаний, зубья каждого сектора выполнены с переменной шириной, изменяющейся по одинаковой зависимости, и их число равно z/à, если сопрягаемое колесо большего диаметра, или z/(ka + m), если меньшего диаметра, где z — число зубьев колеса, кратное а, или (ka + m), k — целая

m часть смешанного числа k = —, выражаюа щего передаточное отношение передачи;

m и а — соответственно числитель и знаменатель правильной дроби.

Фаз. Ю

Составитель B. Пучинский

Редактор А, Козориз Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк

Заказ 3607 Тираж 437 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