RU2139512C1

RU2139512C1 - Gear testing gear wheels and their elements for strength

Info

Publication number: RU2139512C1
Application number: RU98108483A
Authority: RU
Inventors: Г.И. Михайлов; К.Р. Ахметжанов; А.А. Пономарев
Original assignee: Научно-исследовательский институт тепловозов и путевых машин
Priority date: 1998-05-06
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 1999-10-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering, testing equipment. SUBSTANCE: gear has case with tested gear wheel installed in it and loader. Adapter and loading member interacts with the latter. Gear is fitted with antifriction bushings for installation of tested gear wheel together with shaft having splines. Gear wheel is connected by means of slots and screw on shaft to flange-dog stopped by bearing strap on outer side of case. Spline joint can be perpendicular or parallel to axis of gear wheel. Straps to safe-guard gear wheel against turn is provided. Adapter is manufactured in the form of lever installed on axle in case and loading member is fabricated in the form of separable plate. During operation of gear loader is activated and both individual teeth and entire kinematic chain of article ( teeth-disc-hub-shaft-necks, etc ) are subjected to testing. EFFECT: determination of carrying capacity of gear wheel as whole and its separate parts with reconstruction of real loads. 2 dwg

Description

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. The invention relates to mechanical engineering, namely to testing equipment, and can be used to study the strength of gears and their elements: teeth, shaft, splines, etc.

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). A device is known for testing gears for static bending strength of teeth, comprising a mounting plate, a housing mounted on it, having a guide roller for mounting the test wheel, a latch and a loader made in the form of a fork swinging about the axis of the roller and having windows in the side surfaces of the fork branches placed in them a plate acting on the test tooth, and the adjustment tiles placed in the windows, and the latch is installed in a T-shaped groove made in the mounting plate, and has the shape of the tooth of the rail interacting with the test wheel (SU, copyright certificate. N 491861, CL G O1 M 13/02, publ. 1875).

Недостатком указанного технического решения является сложность конструкции и ограниченность его применения. The disadvantage of this technical solution is the complexity of the design and the limitations of its application.

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). A known device adopted for the prototype for studying the strength of the teeth of the wheels, comprising a housing with a mandrel for installing the test wheel, a loader, interacting with the last adapter with a groove and placed in the groove of the loading element, the adapter is installed in the housing with the ability to move in the plane of action of the loader, the supporting surface of the loading element and one of the groove surfaces in contact with it is coaxial and perpendicular to the plane of movement of the adapter, the loading element is placed in the groove the latter is rotatable about the cylinder axis and with a gap between the worktop and the other groove surface (SU, Inventor's Certificate N 1580202, cl. G O1 M 13/02, publ. 1990).

Недостатком указанного устройства является невозможность определения прочности зубчатого колеса, как изделия в целом, а также отдельных его элементов, кроме зубьев. The disadvantage of this device is the inability to determine the strength of the gear as a product as a whole, as well as its individual elements, except for the teeth.

Техническим результатом изобретения является возможность определения нагрузочной способности зубчатого колеса в целом и отдельных его элементов в условиях воспроизведения реальных нагрузок. The technical result of the invention is the ability to determine the load capacity of the gear wheel as a whole and its individual elements under conditions of reproduction of real loads.

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. The specified technical result is achieved by the fact that in the device for testing the strength of gears and their elements, comprising a housing with a test gear installed in it, a loader interacting with the last adapter with a loading element, it is equipped with antifriction sleeves in which the test gear is installed with a shaft having splines, connected by splines and a screw with a flange-leash, locked support plate on the outside of the housing, and provided with straps for insurance against rotation and pytuemogo gear, and the adapter is designed as a lever mounted on its axis in the housing, the biasing member is a replaceable shelfplasty.

На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг. 2 -разрез А-А с фиг, 1. In FIG. 1 shows a general view of the device; in FIG. 2 is a section A-A with FIG. 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. The device (Fig. 1, Fig. 2) contains a detachable casing, consisting of two vertical posts 1 and 2, connected by strips 3 with bolts 4, the test gear 5, made integral with or assembled with a shaft 6 having splines, and located between racks of the housing 1 and 2 on the anti-friction bushings 7, acting as bearings. The shaft 6 is connected by slots and a screw 8 with a flange-leash 9 located on the outside of the rack 1. In this case, the slots of the shaft 6 and flange-leash 9 form a spline connection 10 located relative to the axis of the test gear 5 in parallel or perpendicularly. The flange-lead 9 is locked with a support bar 11 on the outside of the rack 1. The loader 12 is supported by an adapter 13, which is made in the form of a lever and mounted in the racks 1 and 2 on its axis 14, and, in turn, contains a loading element 15, which made in the form of a removable plate resting on the tooth of the test gear 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. The gap-free contact between the flange-leash 9 and the support plate 11 is provided with the help of the adjustment plates 16. To insure against the rotation of the test gear 5 under significant loads P, the plates 17 are used.

Антифрикционные втулки 7 позволяют обеспечить необходимые удельные нагрузки при нагружении зубчатого колеса и его элементов. Antifriction bushings 7 make it possible to provide the necessary specific loads when loading the gear wheel and its elements.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

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. The test gear 5 with a shaft 6 having splines is mounted on the antifriction sleeves 7 in the vertical posts 1 and 2 of the detachable housing of the device and is connected using a screw 8 and a spline connection 10 with a flange-lead 9. The loader 12 acts on the adapter - lever 13, which, turning on its axis 14, through the loading element-plate 15 transfers the load P to the tooth of the test gear 5. From the action of the force P there is a torque M≈P • l, where: l is the distance from the contact point of the loading element-plate 15 with a tooth and pytuemogo wheel 5 until the last center. The torque is transmitted from the gear 5 to the shaft 6, and then through the spline connection 10 to the flange-leash 9 and through the adjusting plates 16 to the support bar 11. In this case, a closed kinematic chain is formed, which allows to simultaneously load and test all elements of the gear 5 with a shaft 6 and its connections with a flange-leash 9 involved in the transmission of torque in real conditions.

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. Separate gear elements are tested in the same way. The condition of the test gear 5 as a whole and its individual elements is monitored visually and using special sensors.

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. The device allows you to test as individual elements of the gear wheel, such as teeth, and the entire kinematic chain of the product, including teeth, disc, hub, shaft, trunnions, spline connection of the gear with a flange-lead. Moreover, the spline connection can be either perpendicular or parallel to the axis of the gear.

Claims

A device for testing gears and their elements, comprising a housing with a test gear installed in it, a loader interacting with the last adapter with a loading element, characterized in that it is equipped with antifriction sleeves in which the test gear with a shaft having splines is installed, connected by slots and a screw with a lead flange, a locked support plate on the outside of the housing, and provided with straps for insurance against rotation of the test gear under test, and the adapter nen as a lever mounted on its axis in the housing, the biasing member is a replaceable shelfplasty.