УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована для исследования прочности зубчатых колес.
Известно устройство для исследования прочности зубчатых колес, патент RU №2193177, МПК G01M 13/02, 12.09.2001. Устройство содержит основание, корпус, механизм нагрузки, механизм стопорения и регулятор фазы зацепления. Испытуемые зубчатые колеса образуют зацепление и закреплены на параллельных валах, которые установлены в корпусе. Один вал закреплен на основании в подшипниковых опорах с возможностью поворота корпуса и соединен с механизмом нагрузки. Второй вал соединен с механизмом стопорения. Фаза зацепления изменяется регулятором за счет поворота корпуса.
Устройство не приспособлено для наблюдения за зацеплением в процессе исследований и отличается высокой трудоемкостью обслуживания, так как требуется переборка корпуса и валов при осмотре и смене испытуемых колес. Устройство имеет сложную кинематическую цепь, значительные размеры, массу и высокую стоимость изготовления.
В качестве прототипа принято устройство нагружения зубьев зубчатых колес при испытаниях на изгибную прочность по патенту RU, №2289112, МПК G01M 13/00, 19.10.2005. Устройство содержит основание, на котором установлены механизмы нагрузки и стопорения. Испытуемые зубчатые колеса образуют зацепление и закреплены на параллельных валах, которые установлены на основании в подшипниковых опорах. Валы оснащены рычагами. Соединение валов и рычагов жесткое. Один из валов соединен с механизмом нагрузки. Второй вал установлен с возможностью фиксации рычага механизмом стопорения в исследуемой фазе зацепления.
Устройство хорошо приспособлено для наблюдения за зацеплением в процессе исследований, но ему присущи другие недостатки аналога.
Полезная модель решает задачу улучшения условий испытаний и снижения затрат на исследование прочности зубчатых колес.
Технический результат полезной модели заключается в создании компактного, удобного и недорого устройства для исследования прочности зубчатых колес.
Предлагаемое устройство для исследования прочности зубчатых колес содержит основание, на котором установлены механизмы нагрузки и стопорения. Испытуемые зубчатые колеса образуют зацепление и закреплены на параллельных валах, которые установлены на основании в подшипниковых опорах. Валы оснащены рычагами. Соединение валов и рычагов жесткое. Один из валов соединен с механизмом нагрузки. Для достижения результата механизм стопорения выполнен в виде шарнирного параллелограмма, рычаги выполнены в виде кривошипов шарнирного параллелограмма и соединены шатуном. Зубчатые колеса и механизм шарнирного параллелограмма образуют замкнутую кинематическую цепь.
Для исследования прочности в разных фазах зацепления, по меньшей мере, одно испытуемое колесо закреплено силовой затяжкой во фланец вала с возможность поворота относительно вала при снятии усилия затяжки.
Для регулирования фазы зацепления, изменения и фиксации усилий в зацеплении механизм нагрузки выполнен в виде червячного редуктора с сервоприводом.
Для измерения нагрузки в замкнутой кинематической цепи шатун оснащен тензодатчиком.
На фиг.1 - показан общий вид предлагаемого устройства для исследования прочности зубчатых колес, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1,
Устройство содержит основание 1, на котором установлен механизм нагрузки в виде червячного редуктора 2 с сервоприводом 3. Испытуемые зубчатые колеса 4, 5 образуют зацепление и закреплены на параллельных валах 6, 7, которые установлены на основании в подшипниковых опорах 8, 9. Валы оснащены кривошипами 10, 11. Соединение валов и кривошипов жесткое. Вал 6 соединен с ведомым валом червячного редуктора 2. Механизм стопорения выполнен в виде шарнирного параллелограмма и состоит из кривошипов 10, 11, соединенных шатуном 12. Зубчатые колеса 4, 5 затянуты во фланцы валов 6, 7 через жесткие шайбы 13, 14 гайками 15, 16. Во фланце вала 6 закреплен поводок 17 под отверстие в зубчатом колесе 4. В жесткой шайбе 14 закреплен поводок 18 под отверстие в зубчатом колесе 5. На шайбы 13, 14 надето стягивающее ярмо 19. Ведущий вал червячного редуктора оснащен маховичком 20 ручной настройки. Зубчатые колеса 4, 5 и механизм шарнирного параллелограмма образуют замкнутую кинематическую цепь. На шатуне 12 установлен тензодатчик 21.
Последовательность настройки устройства и его работа.
Зубчатые колеса 4, 5, жесткие шайбы 13, 14, ярмо 19, устанавливаются на валы 6, 7. Колесо 4 соединяется с фланцем вала 6 поводком 17. Жесткая шайба 14 соединяется с колесом 5 поводком. 18. Гайка 15 затягивается. В этом положении кинематическая цепь зубчатых колес и шарнирного параллелограмма разомкнута. Посредством сервопривода 3 или вращением маховичка 20 изменяется относительное положение зубчатых колес 4, 5 и устанавливается исследуемая фаза зацепления. Затяжкой гайки 16 фиксируется фаза зацепления и замыкается кинематическая цепь зубчатых колес и шарнирного параллелограмма.
При включении сервопривода 2 зацепление зубчатых колес воспринимает возрастающую нагрузку от внутренних уравновешивающих сил замкнутой кинематической цепи. Ярмо 19 уменьшает деформации валов и их влияние на распределение нагрузки в зацеплении. Нагрузки кинематической цепи регистрируются тензодатчиком 21 и измерительными приборами (на фигурах не показаны). При отключении сервопривода напряженное состояние колес фиксируется за счет самоторможения червячного редуктора. При включении сервопривода на вращение в противоположную сторону зубчатые колеса освобождаются от нагрузки.
Полезная модель улучшает условия исследований и снижает их трудоемкость.