Стенд для испытания зубчатых механизмов

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании по схеме замкнутого контура зубчатых механизмов, например, на износ и долговечность. Целью изобретения является сокращение продолжительности испытаний путем автоматизации установки требуемого уровня нагружения и перевода с одного режима нагрузки на другой в соответствии с программой испытаний. Профиль сменного кулачка 30 соответствует выбранной программе испытаний для испытуемого механизма 9 и одно из его положений, а также положение толкателя 29, коромысла 27 двуплечего рычага 20 и замыкающего вала 15 задает величину нагрузочного момента, создаваемого при повороте водила 16 дифференциала. Электродвигатель 1 обеспечивает вращение испытуемого 9 и технологического 6 механизма, а также поворот смежного кулачка 30 для перехода на другой цикл нагружения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

11 А1 (19) (11) (51)5 G 01 М 13 02 ——

>(t 0,";„;,";,, ал!;,;

Е"-; Б„ч,(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4446757/25-28 (22) 01.04.88 (46) 30.05.90. Бюл. № 20 (72) Е. И. Евстигнеев, Е. А. Москаленко, Я. P. К рейн ович, С. Л. Рохлина, В. В. Шмидт и Б. М. Шпиллер (53) 621.833 (088.8) (56) Хрущов М. М. Лабораторные методы испытания на изнашивание материалов зубчатых колес. М.: Машгиз, 1966, с. 40, рис. 17.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1460642, кл. G 01 М 13/02, 1987. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЗУБЧАТЫХ МЕХАНИЗМОВ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при испытании по схеме зам кнутого контура зубчатых меха2 низмов, например, на износ и долговечность. Целью изобретения является сокращение продолжительности испытаний путем автоматизации установки требуемого уровня нагружения и перевода с одного режима нагрузки на другой в соответствии с программой испытаний. Профиль сменного кулачка

30 соответствует выбранной программе испытаний для испытуемого механизма 9 и одно из его положений, а также положение толкателя 29, коромысла 27 двуплечего рычага 20 и замыкающего вала 15 задает величину нагрузочного момента, создаваемого при повороте водила 16 дифференциала.

Электродвигатель 1 обеспечивает вращение испытуемого 9 и технологического 6 механизма, а также поворот смежного кулачка 30 для перехода на другой цикл нагружения.

2 ил.

156791}

Изобретение отцoi HTOH к машнносгроеНИН>, НАР!!Н ° ) I(И(ii Ы! )1< ЛЬПОпи! !)о схеме замкну г()1 о контура зуб !а! ых меxdнизмов, например, на износ и дол!с>вечное <ь.

IleJIь изобре".ения — сокращенн< пгo,!олжительности испытаний путем автоматизации установки требуемого уровня погружения и перевода с одного режима нагрузки на друтой в с<>ответствии с программой испытаний.

На фиг. 1 изображена общая схема стенда; на фиг. 2 — временная циклограмма, где по оси Х отложено время и количество циклов, а по оси У вЂ” величина, пропорциональная нагрузочному моменту и зазору в ис1! ыт < х! о,! мсха н язв<. г< !11>01:с(<:>с !1ы г<1:! 11Й.

Стенд содержит основание (не обозначеНо), привод, включающий электродвигатель I и установленное на его выходном валу зубчатое колесо 2 и зацепляюшиеся с последним зубчатые колеса 3 и 4, образующие две ветви контура. Одна ветвь включает вал 5 с колесом 3, технологический зубчатый механизм 6 н вал 7, другой вал 8 с колесом, испытуемый зубчатый механизм 9 и вал 10. Технологический механизм 6 идентичен испытуемому механизму 9. Одно колесо 11 (12) каждой конической зубчатой передачи (не обозначены) закреплено соответственно на валах 7 и 10, другие колеса 13 и 1! усгановлены с возможностьк> поворота па замыкающем валу 15, установленном на основании с возможностью поворота. С валом 15 жестко связано водило 16 дифференциала (не обозначен), сателлит 1? и це>ггральные колесы 18, 19, которые установлены с но !мож!!остью поворот» ооТветственно !!а <>оди. !(16 и замыклу 15. (1(е!! грязь.

Ва зы ? II 10 .!с>к<1 г в одной плоскости с замыкак>и<им ва.п>м 15 и перпендикулярны его о(н. На о.<ном конце вала 15 перпендикулярно eln оси закреплен днуплечий рычаг 20, с одним концом I oTopol о связан указатель, например стрелка 21, индикатора (не обозначен), шкала 22 которо<о размещена на основании. Другой конец рычага 20 упруго подвешен на пружинах 23, 21 в раздвоенном конце вилки 25, другой конец которой прикреплс н к у< тановлеHHoH на основании с возможностью поворота оси 26. К lloследней гакж(!!рикреплено одним плечом коромысло 27, другое плечо которого связано с одним концом упругого элемента, например пружины 28, второй конец которого связан с основанием. На коромысле 27 закреплен толкатель 29, взаимодействующий с рабочей поверхностью кулачка 30, установленного на валу 31, кинематически связанном, например, при помощи зубчатых колес

32 — 35, червячного колеса 36 и червяка 37 с выходным валом электродвигателя !.

55 ту же сторону. Так как колесо 18 жестко связано с колесами 13 и, 14, то они разворачиваются на тот же угол относительно вала 15.

При этом разворот зубчатого колеса 14, находящегося в зацеплении с колесом 12, размещенным на валу 10, повлечет за собой доворот колеса 12 и вала 10, вследствие чего н испытуемом зубчатом механизме 9 будут выбраны зазоры и создан нагрузочный момент испытаний. В процессе испытаний меНа фиг. 2 представлена временная циклограмма последовательности испытаний при различных нагрузочных моментах во времени, где кривые 38, 39, 40 показывают зависимость качества испытаний от времени при определенной для каждого цикла величине нагрузочного момента, которая возрастает в направлении от кривой 38 и кривой 40.

Зависимость величины V, пропорциональной величине нагрузочного момента и вели1О чине зазора, появляющегося в испытуемом зубчатом механизме 9 в процессе испытаний, и характеризующая качество и длительность испытаний, может быть определена экспериментально для каждого типоразмера механизма 9 и по результатам эксперимента определен оптимальный режим испытаний по ."(еличинам нагруз< чных моментов, длительности циклов испытаний, количеству циклов ис.!ытаний и угловым скоростям. соответствии с полученными величи20 нами нагрузочных моментов, длительностью и количеством циклов определяется форма и размеры сменного кулачка 30 для каждого типоразмера испытываемых механизмов 9.

Стенд работает следующим образом.

Вначале устанавливается испытываемый механизм 9 и сменный технологический механизм 6 с параметрами, идентичными параметрам механизма 6. Сменный кулачок 30, профиль которого соответствует выбранной программе испытаний для данного з(> механизма 9, устанавливается в положение, соответствующее первому циклу испытаний.

Двигателем 1 привода вращением через колеса 2, 3, 4 с одинаковой скоростью механизмы 9 и 6.

Вращение кулачка 30 задает величину на35 грузочного момента при испытаниях создаваемого за счет замыкающего вала 5 в одну или другую сторону в зависимости от Того, какая из сторон зубьев в механизме 9 ис и ытывается.

Г!ри этом положение толкателя 29, соотпетствуюшее конфигурации кулачка 30 для первого цикла, определяет положение коромысла 27 и соответственно связанной с ним через ось 26 вилки 25, разворот которой относительно оси 26 повлечет и разворот дву4 плечего рычага 20 и связанного с ним жестко вала 15. Вместе с валом 15 разворачивается и водило 16 с размещенным на нем

oàTåëëHToì 17. При этом последний, находясь в зацеплении центральным и колесами 18 и 19, разворачивает их в одну и

15679

Формула изобретения

50 ханизм 9, вращаясь и преодолевая нагрузочный момент, вращает колесо 12 и соответственно колеса 14 и 19, При этом сателлит 17 свободно вращается относительно водила 16, не препятствуя вращению колес

18 и 13, а также колеса I l.

Кинетическая погрешность, присущая системам с зубчатыми передачами, проявляется в данном стенде в появлении разности между углами разворота колес 11 и 12, а следовательно, и колес 13 и 18 и 14 и 19, которая компенсируется перемещением сателлита 17 относительно оси вала 15 по венцам центральных зубчатых колес 18 и 19, возникающим вследствие разности углов разворотов колес 18 и 19 относительно оси вала 15.

Перемещаясь по венцам колес 18 и 19, т. е. разворачиваясь относительно оси вала 15, сателлит 17 разворачивает и водило 16, а вместе с ним доворачивает н вал 15 в одну или другую сторону, обеспечивая тем самым независимость нагрузочного момента испытаний от кинематических ошибок стенда. При испытаниях .в зубчатом механизме 9 эа счет выработки поверхностей зацепляющихся зубчатых колес увеличивается зазор, приводящий к уменьшению нагрузочного момента, следовательно, к ускорению вращения колеса 12, а соответственно, и колес 14 и 19 относительно начальной скорости вращения, что приводит к перемещению сателлита 17 относительно оси замыкающего вала 15 по венцам зубчатых колес 19 и 18, при котором разворачивается водило 16, а вместе с ним разворачивается и вал 15, обеспечивая таким образом постоянство заданного нагрузочного момента испытаний на валу 10 испытываемого механизма 9. Для следующего цикла испытаний двигатель 1 через червяк 37, червяч. ное колесо 36 и колеса 35, 34, 33, 32 поворачивает вал 31 и кулачок 30, при этом из енение профиля кулачка 30 соответствует изменению нагрузки от первого цикла ко второму циклу.

В соответствии с изменением профиля кулачка 30 и по мере разворота его вместе с валом 31 изменяет положение н толкатель 29, перемещение которого вызывает разворот коромысла 27, а следовательно, связанной с ним с помощью оси 26 вилки 25, разворот которой влечет за собой двуплечий рычаг 20, который поворачивает вал 15, и изменяя нагрузку в соответствии с программой первого от цикла ко второму и т, д.

Визуально роцесс испытаний отражается в виде пере вмещения стрелки 21 разворачивающейся вместе с валом 15 на угол V, пропорциональный нагрузочному моменту и ве15

ll

6 личине зазора, вырабатываемого в процессе испытаний в механизме 9, относительно шкалы 22.

Кривые 38, 39, 40 (фиг. 2) соответствуют последовательным циклом испытаний при увеличении нагрузки от цикла характеризуемого кривой 38 к циклу, характеризуемой кривой 40.

Использование кулачка 30 позволяет обеспечить оптимальность параметров испытаний плавно нагружать испытуемый механизм 9 и плавно снимать нагрузку на ходу.

Наличие сменных технологического механизма 6, кулачка 30, позволяет в пределах, допускаемых габаритами этих блоков, испытывать в автоматическом режиме различные зубчатые механизмы. Вследствие использования малоинерционных элементов (пружин) 23, 24 и 28 стенд допускает значительное увеличение угловой скорости, что повышает производительность и также сокращает продолжительность испытаний.

Стенд для испытания зубчатых механизмов по схеме замкнутого контура, содержащий основание, привод, технологический зубчатый механизм, идентичный испытуемому и установленный в одной из ветвей контура, другая ветвь которого предназначена для размещения испытуемого механизма, конические зубчатые передачи, одно колесо каждой из которых закреплено на валу одной из ветвей контура, замыкающий вал, дифференциал, водило которого жестко связано с последним, сателлит и жестко связанные с другими колесами каждой из конических зубчатых передач центральные колеса установлены с воэможностью поворота соответственно на водиле и замыкающем валу, закрепленный на последнем перпендикулярно его оси двуплечий рычаг, упругий элемент, один конец которого связан с основан нем, и индикатор, ш кала которого размещена на последнем, а указатель связан с одним концом двуплечего рычага, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности испытаний, он снабжен вилкой, в раздвоенном конце которой упруго подвешен второй конец двуплечего рычага, прикрепленной к другому концу вилки и установленной на основании с возможностью поворота осью, коромыслом, одно плечо которого закреплено на Последней, другое связано с другим концом упругого элемента, прикрепленным к коромыслу толкателем и взаимодействующим с последним сменным кулачком, кинематически связанным с приводом.

15679! 1 (к-5Р цикад оспыmeeud) Фиг. 2

Составитель Ю. Красненко

Редактор Л. Долинин Техред И. Верее Корректор Л. Бескид

Заказ 131 Тираж 437 Подписное

ВН11И1111 Госу дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССCP

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

Пронзив,iствеяно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101