close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9247

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.04.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 3/00
СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ МАТЕРИАЛА ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
НА КОНТАКТНУЮ И ИЗГИБНУЮ УСТАЛОСТЬ
(21) Номер заявки: a 20040781
(22) 2004.08.19
(43) 2006.02.28
(71) Заявители: Республиканское унитарное предприятие "Гомельский
завод сельскохозяйственного машиностроения "Гомсельмаш"; Государственное научное учреждение
"Объединенный институт машиностроения Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Жмайлик Валерий Алексеевич; Андрияшин Виктор Алексеевич; Сосновский Леонид Адамович;
Захарик Андрей Михайлович; Захарик Александр Михайлович; Комиссаров Виктор Владимирович; Щербаков Сергей Сергеевич (BY)
BY 9247 C1 2007.04.30
BY (11) 9247
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатели: Республиканское
унитарное предприятие "Гомельский
завод сельскохозяйственного машиностроения "Гомсельмаш"; Государственное научное учреждение "Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) ГОСТ 30754-2001 Трибофатика. Методы износоусталостных испытаний.
Испытания на контактно-механическую усталость.
SU 195685, 1967.
RU 2016395 C1, 1994.
Тюрин С.А. Контактно-механическая
усталость: методы исследования и основные закономерности. Автореферат
диссертации. - Гомель, 2003. - С. 6-18.
RU 2086948 C1, 1997.
GB 993829, 1965.
GB 530418, 1940.
(57)
Способ испытания материала зубчатого колеса на контактную и изгибную усталость,
заключающийся в том, что изготовленный из материала зубчатого колеса цилиндрический
образец, имеющий зону изгиба в виде галтели, радиус которой соответствует переходной
BY 9247 C1 2007.04.30
кривой у основания ножки зуба, и представляющий собой консоль, свободная поверхность которой служит в качестве зоны контактного взаимодействия, приводят во вращение, прижимают к нему вращающийся контробразец, выполненный в виде ролика с
профильной поверхностью, тем самым одновременно возбуждая в соответствующих зонах
контактные и изгибные напряжения, при этом обеспечивают изменение расстояния между
зоной контакта и зоной изгиба за счет изменения положения контробразца относительно
свободной поверхности цилиндрического образца.
Изобретение относится к области испытаний материалов зубчатых колес на контактную и изгибную усталость.
К основным видам разрушения зубчатых колес относятся усталостный излом зубьев,
происходящий у основания ножки зуба в области переходной кривой, и усталостные разрушения рабочих поверхностей зубьев [Генкин М.Д., Рыжов М.А., Рыжов Н.М. Повышение надежности тяжелонагруженных зубчатых передач. - М.: Машиностроение, 1981. С. 3, 4]. В соответствии с этими видами разрушения зубчатых колес применяются два основных метода испытаний: усталостные испытания на изгиб зубьев и испытания на контактную выносливость рабочих поверхностей.
Известен способ, при котором проводят испытания материала зубчатого колеса на
контактную усталость на роликовых машинах. Работа материала в условиях качения рабочих поверхностей роликов имитирует условия, имеющиеся в контакте зубьев зубчатых
колес при зацеплении в полюсе. [Трубин Г.К. Контактная усталость материалов для зубчатых колес. - М.: Машгиз, 1962. - С. 310-314].
Недостаток такого способа испытаний состоит в том, что в результате определяют
лишь сопротивление контактной усталости, тогда как для испытаний на изгибную усталость требуется другое оборудование и другие образцы.
Известен способ, при котором проводят испытания зубьев зубчатого колеса на изгибную прочность и выносливость в устройстве, содержащем корпус, нагружатель и промежуточный элемент в виде ролика, устанавливаемого во впадину между зубьями [А.с.
СССР 630545, МПК G 01М 13/02, 1978].
Недостаток такого способа состоит в том, что в результате определяют лишь сопротивление изгибной усталости, тогда как для испытаний на контактную усталость требуются другое оборудование и другие образцы.
Предлагаемым изобретением решается задача проведения испытаний образцов из материала зубчатого колеса одновременно на изгибную и контактную усталость, при возможности изменения расстояния между зоной контакта и зоной изгиба.
Поставленная задача решается тем, что в способе испытаний материала зубчатого колеса на контактную и изгибную усталость цилиндрический образец, изготовленный из материала зубчатого колеса, представляет собой консоль, свободная поверхность которой
служит в качестве зоны контактного взаимодействия, а на другом ее конце сформирована
зона изгиба в виде галтели, соответствующей переходной кривой у основания зуба. Затем
цилиндрический образец приводят во вращение, прижимают к нему вращающийся контробразец в виде ролика с профильной поверхностью, тем самым одновременно возбуждая в
соответствующих зонах контактные и изгибные напряжения. При этом требуемое изменение расстояния между зоной контакта и зоной изгиба обеспечивают за счет изменения положения контробразца относительно поверхности образца.
Новыми признаками заявляемого способа испытаний материалов зубчатых колес на
контактную и изгибную усталость являются:
выполнение цилиндрического образца из материала зубчатого колеса в виде консоли,
свободная поверхность которой служит в качестве зоны контактного взаимодействия в
сочетании с формированием зоны изгиба в виде галтели, соответствующей переходной
2
BY 9247 C1 2007.04.30
кривой у основания зуба, что обеспечивает имитацию основных условий работы зубчатого зацепления;
обеспечение изменения расстояния между зоной контакта и зоной изгиба, что позволяет варьировать необходимое для определенного зацепления расстояние между полюсом
и основанием зуба;
Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена схема проведения
испытаний.
На схеме показана модель зуба, представляющая собой цилиндрический образец 1,
контробразец 2, зону контактного взаимодействия 3, зону изгиба в виде галтели 4, шпиндель испытательной машины 5.
Способ осуществляется следующим образом.
Испытуемый цилиндрический образец 1, выполненный в виде консоли, поверхность
которой служит в качестве зоны контактного взаимодействия, с зоной изгиба в виде галтели 4, закрепленный в шпинделе испытательной машины 5, приводят во вращение с угловой скоростью ω1, затем вращающийся с угловой скоростью ω2 контробразец 2 с
профильной поверхностью, прижимают к образцу контактной нагрузкой FN. В результате
формируется круговая либо эллиптическая площадка контакта, что характерно при взаимодействии зубьев зубчатых колес, например, в шевронных и гиппоидных передачах. Расстояния (L1,..., Li...) между зонами контакта и изгиба выбирают соответственно
расстоянию между полюсом зацепления и основанием зуба у натурного изделия (см. рисунок). Сила FN, с которой контробразец прижимают к образцу, вызывает одновременные
контактные напряжения в зоне контакта и изгибающие напряжения в опасной зоне (зоне
галтели). Величину изгибных и контактных напряжений в образце выбирают в соответствии с величиной напряжений при реальной эксплуатации.
Испытания проводили на универсальной испытательной машине (УИМ), общие технические требования и требования безопасности к которой соответствуют ГОСТ 307552001. Испытания проводили по схеме, изображенной на рисунке. Скорость вращения образца - 3000 об/мин. Диапазон изменения контактной нагрузки FN составлял 50-3000 Н.
Цилиндрический образец и контробразец изготавливали из стали 25ХГТ. Упрочнение поверхностного слоя образца проведено по технологии натурной детали (цементация + закалка). Образец имел диаметр 10 мм, а контробразец - 100 мм. Радиус галтели r
был равен 1,5 мм, а профильный радиус контробразца R - 3 мм. Расстояния между зонами
изгиба и контакта были равны: L1 = 10 мм, L2 = 14 мм.
В ходе испытаний измеряли сближение осей образца и контробразца (суммарный износ), крутящий момент и вибрацию.
Испытания вели до наступления предельного состояния, за которое принимали либо
усталостное разрушение образца в зоне галтели радиусом r, либо достижение предельной
величины износа (сближение осей) [i] = 100 мкм в зоне контактного взаимодействия.
Усталостные характеристики определяли по количеству циклов до достижения предельного состояния.
Результаты совмещенных испытаний на контактную и изгибную усталость приведены
в таблице.
Контактная нагрузка
(FN), H
L1=10 мм L1=14 мм
936
792
720
648
600
Число циклов до наступления предельного состояния (N), цикл
L1 = 10 мм
L1 = 14 мм
4
8⋅10
4⋅104
7⋅105
5⋅105
1,8⋅106
1,5⋅106
9⋅106
6⋅107
3
Зона достижения предельного состояния
L1 = 10 мм L1 = 14 мм
зона изгиба
зона изгиба
зона изгиба
зона контакта
зона контакта
BY 9247 C1 2007.04.30
Предлагаемое изобретение расширяет функциональные возможности способа испытаний материала для зубчатого колеса, позволяет проводить испытания, имитирующие основные условия работы зубчатого зацепления, при возможности изменения расстояния
между зоной контакта и зоной изгиба.
Источники информации:
1. Генкин М.Д., Рыжов М.А., Рыжов Н.М. Повышение надежности тяжелонагруженных зубчатых передач. - М.: Машиностроение, 1981. - С. 3, 4.
2. Трубин Г.К. Контактная усталость материалов для зубчатых колес. - М.: Машгиз,
1962. - С. 310-314.
3. А.с. СССР 630545, МПК G 01М 13/02, 1978.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
84 Кб
Теги
by9247, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа