Пристрій для втомних випробувань зубчастих коліс

1. Пристрій для втомних випробувань зубчастих коліс, що містить випробовуване і декілька програмних зубчастих коліс, вінці коліс складені зі зміщених уздовж осі центральних і бокових секторів, зубчастих і зі зрізаними зубцями, виконаних почергово в шаховому порядку, який відрізняється тим, що числа зубців Zв і Zп, відповідно, випробовуваного і програмних коліс, однакові або кратні одне одному, кількість центральних і бокових зубчастих секторів кожного із програмних коліс зокрема дорівнює одиниці. 2. Пристрій за п.1, який відрізняється тим, що відношення числа зубців Zп, програмних коліс до числа зубців Zв випробовуваного колеса дорівнює u, де u - ціле число, сумарне число зубців центральних зубчастих секторів програмних коліс дорівнює Zп/u, а кутовий крок розташування центрів двох сусідніх програмних коліс дорівнює центра U 2 (19) 1 3 ванні зубчастих коліс після поломки першого ж зуба одного із коліс. Найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю і позитивному ефекту, що досягається, є пристрій для втомних випробувань зубчастих коліс [А.с. СССР №1746241, кл. G01 М13/02, 1989], що містить випробовуване і декілька програмних зубчастих коліс, вінці коліс складені зі зміщених уздовж осі центральних і бокових секторів, зубчастих і зі зрізаними зубцями, виконаними почергово в шаховому порядку. Недолік даного пристрою полягає в недостатній точності одержуваних експериментальних даних, необхідних для побудови кривої витривалості, через велике розсіювання результатів випробування на контактну міцність і згин. Це пояснюється тим, що число зубців випробовуваного колеса і програмних коліс не кратні одне одному і виражені у вигляді відношення (ka+m)/a або a/(ka+m), де k m ціла частина змішаного числа k , m і а - відповіa дно, чисельник і знаменник правильного дробу змішаного числа. Тоді у випадку, коли програмні колеса менші випробовуваного колеса, зубці кожного центрального зубчастого сектора програмних коліс за цикл (ka+m) обертів програмних коліс і „а” обертів випробовуваного колеса послідовно контактують з різними зубцями на (ka+m) секторах випробовуваного колеса. У випадку, коли програмні колеса більші випробовуваного колеса, зубці кожного центрального зубчастого сектора програмних коліс за цикл „а” обертів програмних коліс і (ka+m) обертів випробовуваного колеса послідовно контактують з різними зубцями на „а” секторах випробовуваного колеса. Тому, чим більше число зубців випробовуваного колеса контактує з одним і тим же зубцем програмного колеса, тим складніша картина взаємодії між якістю прилягання зубців і розподілом викришування і злому по довжині останніх, тим невизначеніше результат випробовування [див. наприклад, Г.К.Трубин, Контактная усталость материалов для зубчатых колес, М.: Машгиз, 1962, стр.328-329]. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу удосконалити пристрій для втомних випробувань зубчастих коліс шляхом установки на пристрої випробовуваного і програмних зубчастих коліс, числа зубців яких Zв, і Zn, відповідно, випробовуваного і програмних коліс кратні одне одному, що забезпечить розширення експлуатаційних характеристик і підвищення точності результатів випробувань. Поставлена задача розв'язується за рахунок того, що в пристрої для втомних випробувань зубчастих коліс, що містить випробовуване і декілька програмних зубчастих коліс, вінці коліс складені зі зміщених уздовж осі центральних і бокових секторів, зубчастих і зі зрізаними зубцями, виконаними почергово в шаховому порядку, згідно з корисною моделлю числа зубців Zв і Zn, відповідно, випробовуваного і програмних коліс, однакові або кратні одне одному, кількість центральних і бокових зуб 19253 4 частих секторів кожного із програмних коліс зокрема дорівнює одиниці. Пристрій відрізняється ще тим, що відношення числа зубців Zn програмних коліс до числа зубців Zв випробовуваного колеса дорівнює u, де u - ціле число, сумарне число зубців центральних зубчастих секторів програмних коліс дорівнює Zn/u, а кутовий крок розташування центрів двох сусідніх програмних коліс дорівнює центральному куту зубчастого сектора випробовуваного колеса з числом зубців, рівним числу зубців центрального зубчастого сектора одного із програмних коліс. Пристрій відрізняється також тим, що відношення числа зубців Zв випробовуваного колеса до числа зубців Zn програмних коліс дорівнює u, де u ціле число, не рівне одиниці, кількість програмних коліс не перевищує число u+1, сумарне число зубців центральних зубчастих секторів програмних коліс дорівнює Zn, а кутовий крок розташування центрів двох сусідніх програмних коліс дорівнює центральному куту зубчастого сектора з числом зубців, що визначається як різниця двох чисел зубців, перше з яких дорівнює або кратне Zв/u, а друге дорівнює числу зубців центрального зубчастого сектора одного із програмних коліс. Пристрій відрізняється також тим, що кількість центральних зубчастих секторів випробовуваного колеса і їх числа зубців дорівнюють, відповідно, кількості програмних коліс і числам зубців центральних зубчастих секторів кожного із програмних коліс зокрема, ці сектори розташовані з тими ж кутовими кроками і в тій же послідовності, що і центри програмних коліс з відповідними їм центральними зубчастими секторами. Введення вещеперерахованих ознак дозволяє розширити експлуатаційні характеристики і підвищити точність результатів випробувань. На Фіг.1 показана схема стенда замкнутого силового контуру з пристроєм для втомних випробувань зубчастих коліс; на Фіг.2 - розріз на Фіг.1; на Фіг.3 - другий приклад виконання пристрою; на Фіг.4 - діаграма навантаження випробовуваного колеса; на Фіг.5 - третій приклад виконання пристрою; на Фіг.6 - розгортка одного із програмних коліс на Фіг.5; на Фіг.7 - розгортка випробуваного колеса на Фіг.5; на Фіг.8 і 9 - діаграми навантаження випробовуваного колеса, відповідні третьому прикладу виконання пристрою. Стенд містить пристрій для втомних випробувань і замикаючі зубчасті передачі, змонтовані в окремих картерах. Пристрій складається із випробуваного колеса 1, установленого на валу 2 і декількох програмних коліс (максимальна кількість програмних коліс визначається із умови „сусідства” коліс), наприклад, 3-6, установлених на вихідних валах 7-10 і знаходяться в зачепленні з випробуваним колесом 1 (Фіг.1 і 2). Відношення числа зубців Zn програмних коліс 3-6 до числа зубців Zв випробовуваного колеса 1 дорівнює u, де u - ціле число, наприклад 1 (Фіг.2) і 2 (Фіг.3). Вінець кожного із програмних коліс 3-6 зокрема, наприклад, колесо 3 складається зі зміщених уздовж осі одного центрального зубчастого секто 5 19253 ра, наприклад, 11, з числом зубців, наприклад, Z0 і відокремлених від нього технологічними проточками 12 і 13 бокових зубчастих секторів, наприклад, секторів 14 і 15, виконаних почергово в шаховому порядку з центральним, наприклад, 16 і боковими, наприклад, 17 і 18, секторами зі зрізаними зубцями. Аналогічно вінці програмних коліс 4, 5 і 6 складаються зі зміщених уздовж осі центральних 19, 20, 21, з числами зубців, рівними, відповідно Z1, Z2 і Z3 і бокових зубчастих секторів, виконаними почергово в шаховому порядку з центральними і боковими (не пронумеровані) секторами зі зрізаними зубцями. Кількість центральних і бокових зубчастих секторів кожного із програмних коліс зокрема дорівнює одиниці. Числа зубців Z0, Z1, Z2 і Z3 (Фіг.2) центральних зубчастих секторів програмних коліс 3-6 (Фіг.2) можуть бути різними або однаковими між собою, меншими Zn/u і рівними, наприклад, Zn/u.i, де і - кількість програмних коліс, рівна, наприклад, чотирьом (Фіг.2). Мінімальне число зубців зубчастого сектора програмних коліс визначається із умови „сусідства” програмних коліс. Сумарне число зубців Z0+Z1+Z2+Z3 (Фіг.2) центральних зубчастих секторів 11, 19-21 (Фіг.2) програмних коліс 3-6 (Фіг.2) дорівнює Zn/u, aбo Zn при u=1. Випробовуване колесо 1 виконано з проточками 22 і 23, розділяючими вінець на три окремі зубчасті вінці: центральний 24, наприклад, шириною В і бокові 25 і 26 шириною В/2. Проточки 22 і 23, глибина яких робиться більшою висоти зуба, виконуються для виділення центрального зубчастого вінця 24, як окремого зубчастого колеса шириною В, призначеного для втомних випробувань. Бокові вінці 25 і 26 забезпечують лиш безперервність зачеплення випробуваного колеса 1 з програмними колесами 3-6 і для одержання експериментальних даних можуть не використовуватися. Один із двох довільно взятих зубчастих секторів, наприклад, сектор 11 із двох секторів 11 і 19 з числами зубців Z0 і Z1 сусідніх програмних коліс, наприклад, коліс 3 і 4, що входять у зачеплення з центральним вінцем 24 випробуваного колеса 1, розташований всередині, а другий сектор 19 розташований зовні центрального кута між лініями, з'єднуючими центр випробуваного колеса 1 з центрами 7 і 8 сусідніх програмних коліс 3 і 4. Центри сусідніх програмних коліс, наприклад коліс 3 і 4, розташовані з кутовим кроком t , рів0 ним центральному куту зубчастого сектора випробовуваного колеса з числом зубців t z , рівним 0 числу зубців центрального зубчастого сектора, наприклад, сектора 11 програмного колеса 3, розташованого всередині центрального кута між лініями, що з'єднують центр випробовуваного колеса 1 з центрами 7 і 8 сусідніх програмних коліс 3 і 4,тобто t z0 =Z0. Аналогічно t z1 =Z1; t z2 =Z2; t z3 =Z3. 6 У випадку, коли Z0=Z1=Z2=Z3=Zn/i числа зубців t z0 , t z , t z2 і t z3 , відповідних секторів випробо1 вуваного колеса 1 (Фіг.2) рівні між собою і визначаються за залежністю Zn t Zi (1) i Zn Тоді при і=4; t Zi . 4 Кількість і програмних коліс 3-6 визначається потрібною кількістю секторних ділянок випробовуваного колеса 1, підданим різним навантаженням (кількістю точок кривої втоми) і обмежується лише умовою „сусідства” програмних коліс. Для визначення кутового кроку t розташування центрів i програмних коліс використовують формулу: 3600 (2) t tZ , i i Zв Zn Тоді при t Zi , Zn/Zв=1, t =90° (Фіг.2). i 4 Замикаючі зубчасті передачі складаються з центрального колеса 27, установленого на вхідному валу 2 і декількох однакових зубчастих коліс, наприклад, 28-31, установлених на вихідних валах 7-10 і рівних за кількістю числу програмних коліс, наприклад, чотирьом. Відношення числа зубців центрального колеса 27 до числа зубців зубчастих коліс 28-31 відрізняється від відношення зубців Zв/Zn випробовуваних передач пристрою на 1-5%. Привод 32 через муфту 33 зв'язаний з випробовуваним колесом 1. Вхідний вал 2 і вихідні вали 7-10 з'єднують, відповідно, випробовуване колесо 1, центральне колесо 27 і програмні колеса 3-6, зубчасті колеса 28-31, в замкнуту схему за допомогою жорсткої муфти 34 і фрикційних муфт 35-38 з малим проковзуванням, які містять навантажувальні пристрої 39-42, наприклад, пружинного типу, що забезпечує автономне навантаження кожного із програмних коліс 3-6 крутними моментами Т0, T1, Т2 і Т3, постійними для кожного програмного колеса зокрема і однаковими або відмінними один від одного, причому Т0