SU1672258A1

SU1672258A1 - Method for testing gear teeth

Info

Publication number: SU1672258A1
Application number: SU884494649A
Authority: SU
Inventors: Михаил Григорьевич Сторчак; Геннадий Игоревич Чеповецкий; Валерий Алексеевич Скрябин; Геннадий Владимирович Пилипенко
Original assignee: Институт сверхтвердых материалов АН УССР
Priority date: 1988-10-17
Filing date: 1988-10-17
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при определении эксплуатационных характеристик зубчатых колес и других сложнопрофильных изделий. Цель изобретени - приближение условий испытаний к эксплуатационным путем учета вли ни различного соотношени нагрузок, прикладываемых к рабочей поверхности зуба в испытуемых зонах, на накопление в нем повреждений. Испытуемое зубчатое колесо 2 устанавливают и фиксируют в опорах основани 1. Устанавливают заданное и посто нное дл данного цикла нагружени сочетание нагрузок в зонах 4 и 5 зуба испытаемого колеса 2 путем подбора требуемого соотношени плеч нагружающего элемента 3. Пульсатором прикладывают к последнему двустороннюю нагрузку и измер ют последовательно деформации в контролируемой точке 6. По изменению деформации от одного цикла нагружени к другому циклу нагружени суд т о накоплении повреждений. Дл перехода на дополнительный цикл нагружени измен ют соотношение прокладываемых нагрузок. 1 ил.The invention relates to mechanical engineering, in particular to testing equipment, and can be used in determining the operational characteristics of gear wheels and other complex products. The purpose of the invention is to approximate test conditions to operational ones by taking into account the effect of different ratios of loads applied to the working surface of the tooth in the test areas on the accumulation of damage in it. The test gear 2 is installed and fixed in the supports of the base 1. Set the combination of loads specified for the given loading cycle in zones 4 and 5 of the tooth of the test wheel 2 by selecting the required shoulder ratio of the loading member 3. A pulsator applies a bilateral load to the latter and measures successive deformations at a controlled point 6. The damage accumulation is judged by the change in deformation from one loading cycle to another loading cycle. To switch to an additional loading cycle, the ratio of applied loads is changed. 1 il.

Description

Изобретение относитс к машиностроению , а именно к испытательной технике, i может быть использовано при определении эксплуатсционных характеристик зубчатых колес и других сложнопрофильных изделий.The invention relates to mechanical engineering, namely to testing equipment, i can be used in determining the operational characteristics of gears and other complex products.

Целью изобретени вл етс приближение условий испытаний к эксплуатационным .The aim of the invention is to approximate test conditions to operational ones.

На чертеже изображена схема устройства дл реализации предлагаемого способа .The drawing shows a diagram of the device for the implementation of the proposed method.

Устройство содержит основание 1 с упорами (не показаны) дл установки и фиксации испытуемого колеса 2, пульсатор (не показан) и нагружающий элемент 3. Последний выполнен в виде шарнирно св занного г основанием 1 двуплечего рычага с двум сопр женными цилиндрическими рабочими поверхност ми, размещенными нз разных плечах. Перва рабоча цилиндрическа поверхность предназначена дл взаимодействи с поверхностью зуба испытуемого колеса 2 в зоне 4 однопарного зацеплени и выполнена с радиусом,равным радиусу кривизны профил зуб сопр гаемого колеса в полюсной зоне, доуга - в зоне 5 контакта на вершине зуба ч выполнена с радиусом кри- зизны,равным радиусу кривизны профил зуба сопр гаемого колеса в начале активного участка. Пульсатор св зан с одним из плеч нагружающего элзмента и выполнен двустороннего действи . Двуплечий рычаг выполнен с регулируемым отношением плеч, например, путем обеспечени перемещени его шарнирной св зи с основанием 1 по рычагу между плоскост ми, пергендику- л рными профилю зуба испытуемого колеса 2 в зонах 4 и 5. С последним в контролируемой точке, например в точке 6, св зано устройство дл контрол деформации, например , в пиде упругого элемента и тензи- сторов (не показаны).The device comprises a base 1 with stops (not shown) for mounting and fixing the test wheel 2, a pulsator (not shown) and a loading element 3. The latter is made in the form of a double-arm pivotally connected with the base 1 of a double-arm with two cylindrical working surfaces placed Nz different shoulders. The first working cylindrical surface is designed to interact with the tooth surface of the test wheel 2 in zone 4 of one-pair engagement and is made with a radius equal to the radius of curvature of the profile of the tooth of the matching wheel in the pole zone, and in the zone 5 of contact at the top of the tooth is made with a curvature radius radius of curvature of the tooth profile of the mating wheel at the beginning of the active section. The pulsator is associated with one of the shoulders of the loading elzment and is made of a double acting. The double-shouldered lever is made with an adjustable shoulder ratio, for example, by moving its articulated link with the base 1 along the lever between the planes perpendicular to the tooth profile of the test wheel 2 in zones 4 and 5. With the latter at a controlled point, for example at 6, a device for controlling the deformation is connected, for example, in the elastic of the elastic element and the strain gauges (not shown).

Способ реализуетс в следующей по- спедовагельности.The method is implemented in the following sequence.

Испытуемое зубчатое колесо 2 устанавливают и фиксируют в опорах основани 1. Устанавливают заданное и посто нное дл данного цикла нагружени сочетание нагрузок в зонах 4 и 5 зуб испыт /емого колеса 2 путем подбора требуемого соот- ношан -is теч нагружающего элемента 3 или регулировкой соотношени двусторонних усилий, прикладываемых к ему. Прикладывают к элементу 3 двустороннюю нагрузку при помощи пульсатора, обеспечива в цикле нагружени в зоне 4 однопарного зацеплени и еершине 5 испытуемого зуба колеса 2 последовательноеThe test gear 2 is installed and fixed in the supports of the base 1. Set the combination of loads specified in the zones 4 and 5 for the given loading cycle in the zones 4 and 5 of the tooth of the tested wheel 2 by selecting the required ratio -is leaking loading element 3 or adjusting the ratio of double-sided effort applied to it. A two-sided load is applied to the element 3 with the help of a pulsator, ensuring in the loading cycle in zone 4 one-pair engagement and step 5 of the test tooth of wheel 2

приложение и сн тие сосредоточенных нагрузок , перпендикул рных его рабочей поверхности . Измерение деформаций в цикле нагружени осуществл ют в точке 6 зубаapplication and removal of concentrated loads perpendicular to its working surface. Measurement of deformations in the loading cycle is carried out at point 6 of the tooth.

при помощи устройства дл контрол деформации в моменты последовательного приложени и сн ти элементом 3 нагрузки в зонах 4 и 5. Определ ют относительную деформацию, вл ющуюс контролируе0 мым параметром, и по ее изменению от одного цикла нагружени к другому циклу нагружени суд т о процессе накоплени повреждений и его интенсивности . После достижени контролируемым параметромusing the device for controlling the deformation at the moments of sequential application and removal of the load element 3 in zones 4 and 5. Determine the relative deformation, which is a controlled parameter, and by its change from one loading cycle to another loading cycle damage and its intensity. After reaching the monitored parameter

5 заданного значени , например, допустимой величины относительной деформации или проведени требуемого числа циклов нагружени устанавливают другое соотношение величин сосредоточенных нагрузок5 of a given value, for example, the allowable value of the relative deformation or carrying out the required number of loading cycles, establish a different ratio of the magnitudes of the concentrated loads

0 дл зон 4 и 5, измен , например, отношение плеч нагружающего элемента 3 путем перемещени его шарнирной св зи с основанием 1 по рычагу к зоне 5, и дополнительный цикл нагружени , и измерени 0 for zones 4 and 5, changing, for example, the ratio of the shoulders of the loading element 3 by moving its articulated link with the base 1 across the lever to zone 5, and the additional loading cycle, and measuring

5 деформаций повтор ют в указанной последовательности .5 strains are repeated in the sequence indicated.

При таком определении процесса накоплени повреждений можно судить о наличии поверждений в наиболее опасных, сWith such a definition of damage accumulation, it is possible to judge the presence of damages in the most dangerous, with

0 точки зрени возможности разрушени зубчатого колеса, зонах: ; у корн зуба и в его полюсной зоне. Регистраци процесса накоплени повреждений в материале может вестись как дл всей конструкции зу5 ба. так и дл каждой опасной зоны отдельно. Дл определени накоплени повреждений в конкретной опасной зоне необходимо из величины деформации зуба, полученной при его нагружении в начале0 point of view of the possibility of destruction of the gear, zones:; at the root of the tooth and in its pole zone. The registration of the damage accumulation process in the material can be carried out as for the whole structure of the tooth. so for each danger zone separately. To determine the accumulation of damage in a particular hazardous area, it is necessary from the magnitude of the tooth deformation obtained by loading it at the beginning

0 активного участка (в этот момент свое вли ние на деформацию зуба оказывают обе наиболее интенсивно повреждающиес зоны), отделить величину деформации зуба, полученную в момент нагружени по5 люсной зоны (при этом вли ние на деформацию зуба оказывает в основном повреждение у корн зуба). Это позволит оценить вли ние на деформацию зуба повреждени полюсной зоны зуба. Отнес 0 of the active area (at this point, both of the most intensively damaged zones exert their influence on the tooth deformation), separating the tooth deformation value obtained at the moment of loading the stress zone (and the deformation of the tooth mainly affects the tooth root). This will allow an assessment of the effect on tooth deformation of damage to the pole zone of the tooth. Has carried

0 полученные значени к аналогичным в последующий цикл нагружени , можно судить о накоплении повреждени в опасных зонах зуба.If the obtained values are similar to those in the subsequent loading cycle, one can judge about the accumulation of damage in the dangerous zones of the tooth.

Испытани по данному способу прово5 дились дл случа моделировани погрешностей сборки зубчатой пары, в частности дл случа перекоса осей. При этом усилие в дополнительном цикле нагружени в зо- - контакта на вершине зуба составило V 6 кН (усилие, реализованное в аналогииной зоне в основном цикле нагружени , составило 9,2 кН), а в зоне однопарного зацеплени в дополнительном цикле - 5,5 кН (при испытани х в основном цикле нагружени - 4.6 кН).Tests in this method were carried out for the case of modeling the errors in the assembly of a gear pair, in particular for the case of axial misalignment. In this case, the force in the additional loading cycle at the zoo-contact at the top of the tooth was V 6 kN (the force realized in the analogous zone in the main loading cycle was 9.2 kN), and in the one-pair gear zone in the additional cycle - 5.5 kN (when tested in the main loading cycle - 4.6 kN).

Сравнение по количеству циклов нагружени испытываемого зуба зубчатого колеса до достижени заданного значени контролируемого параметра показало, что при дополнительном цикле нагружени эта величина составила 1.6-107 циклов, а при основном - 1,85-107.A comparison of the number of loading cycles of the gear wheel under test to the achievement of the specified value of the parameter being monitored showed that with an additional loading cycle this value was 1.6-107 cycles, and with the main one - 1.85-107.

Кроме того, наблюдение за процессом накоплени повреждений в зубе позвол ет вы вить закономерности развити разрушени . Так, в основном цикле нагружени повреждени наблюдались преимущественно в зоне 4 однопарного зацеплени , и выход испытываемых зубьев из стро про- исходил в указанной зоне. В то же врем при дополнительном цикле нагружени первоначально процесс накоплени повреждений более интенсивно происходил в зоне однопарного зацеплени , а в конечной стадии испытании он наблюдалс у корн зуба, где и происходили окончательные разрушени .In addition, monitoring the process of accumulation of damage in the tooth makes it possible to reveal the patterns of the development of destruction. Thus, in the main loading cycle, damage was observed mainly in zone 4 of one-pair engagement, and the exit of the tested teeth from the system occurred in the specified zone. At the same time, with an additional loading cycle, the initial damage accumulation process occurred more intensively in the one-pair engagement zone, and in the final stage of the test it was observed at the root of the tooth, where the final damage occurred.

Claims

1. A test method for the teeth of gears, which consists in installing and fixing the test wheel on the base, in the loading cycle in the one-pair gear zone and the top of the test tooth, is applied perpendicularly to the working surface of the latter and remove two concentrated loads of a given ratio and damage accumulation judged by one of the monitored parameters, characterized in that, in order to approximate the test conditions to the operational conditions, in the loading cycle, the deformations are measured Tui tooth in one of the measurement points in the last moments of the stress test zones and for the controlled parameter taking the difference of the measured deformations of the stress from one cycle to the next loading cycle.

2. A method according to claim 1, characterized in that after the controlled parameter reaches a predetermined value, the ratio of the values of the concentrated loads is changed and the test is continued with an additional loading cycle similar to the main one.