[發明專利]一種模擬齒輪彎沖試驗方法及其裝置

有效

• 申請號: 201010525903.3
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN102053014A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 陳德華;葉儉;任頌贊;李光瑾;謝維立;祝兵壽;蔣勇剛;黃必良
• 申請（專利權）人: 上海市機械制造工藝研究所有限公司;常州減速機總廠有限公司
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02;G01N3/04;G01N3/34
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 段秋玲

技術領域

本發明涉及一種機械性能試驗的方法及其裝置，尤其涉及一種彎沖試驗的方法及其裝置。

背景技術

本發明為進行模擬齒輪彎沖試驗夾持特定試樣而專門設計。該試驗方法為德國ZF公司的H.Brugge創新的，在齒輪制造行業中用簡易的彎沖試驗，可以替代齒輪的疲勞試驗，對評價齒輪鋼以及齒輪的滲碳淬火效果，有重要意義。

但僅有的文獻中，介紹的試驗方法在應用中缺少對彎沖試樣精準、快捷的夾持方法。本發明設計了一種安裝在MTS美斯特工業系統(中國)有限公司制造的ZBC2302-D型金屬沖擊試驗機上，置換其右砧，即可便捷進行彎沖試驗。已在上海市科委應用技術開發項目上應用。

齒輪是一種廣泛應用的機械傳動零件，在機械裝備中齒輪起著傳遞動力、改變轉速和旋轉方向的重要作用。一般按齒輪的傳動形式將其分為三類：圓柱齒輪用于平行兩軸之間的傳動；錐齒輪用于相交兩軸之間的傳動；蝸輪與蝸桿用于交叉兩軸之間的傳動。與依靠摩擦力傳遞動力的帶傳動、通過鏈條與鏈輪齒嚙合傳遞運動的鏈傳動相比，齒輪傳動具有結構簡單、傳動比相對固定、傳動比精準、傳遞負荷大等優點。

齒輪的失效主要是齒面接觸疲勞和齒根彎曲疲勞，為了檢驗齒輪的可靠性，要求按GB/T14299-齒輪接觸疲勞試驗方法和GB/T14230-齒輪彎曲疲勞強度試驗方法對齒輪進行接觸疲勞和彎曲疲勞，但通常時間冗長、數據離散。德國ZF公司的H.Brugger在大量試驗的基礎上，提出用沖擊強度測定滲碳鋼的疲勞曲線及齒輪的突發斷裂強度。通過對滲碳淬硬模擬齒樣進行沖擊試驗，測出沖斷力，計算出沖擊強度，可以為材料提供一個接近實際使用條件的評估指標，尤其是作為評估滲碳淬硬齒輪鋼性能的一種方法。

為此，H.Brugger設計了一種仿齒形的彎沖試樣，在普通的沖擊試驗機上測定沖擊強度。

在如何夾持彎沖試樣的方法上，以往均改動擱置試樣的基座，在目前有限的介紹齒輪彎沖試驗的文獻中介紹有圖1圖2示兩種夾持方法，均不便于快速精準的安裝試樣。

圖1為最初的彎沖試驗機簡圖。它與一般擺錘式材料沖擊試驗機主體結構相似，所不同的是試樣軸線與水平方向(沖擊切向)呈60°傾斜安裝，沖擊機擺錘刀口水平沖擊齒形試樣(圖3-呈點接觸)。沖擊刀口上裝有與放大器、存儲器、示波器或繪圖儀等測量傳感器，可以測出沖擊試驗過程中與時間的關系曲線，該曲線上力的峰值即為材料的彎沖值。

圖2另一種彎沖試驗臺鉗。試樣夾持在試驗機機座里，試樣夾緊前，需要必須對準擺錘調整試樣，努力使受沖擊的模擬齒部與沖擊機錘頭精準吻合，確保模擬齒試樣的軸線與擺錘沖擊切向呈30°，沖擊機擺錘刀口水平沖擊齒形(圖3-呈點接觸)。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種更加簡單、合理，獲取的試驗數據更加具有實際應用價值的模擬齒輪彎沖試驗方法及其裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：

一種模擬齒輪彎沖試驗方法，通過彎沖試驗裝置的擺錘沖擊裝夾于試驗機下部的齒形試樣，獲取彎沖強度數據，所述的擺錘錘頭設置有刀口，齒形試樣通過固定砧固定于彎沖試驗裝置下部并使得齒形試樣的受力端對應于擺錘頭部刀口的縱向軌跡上，所述的齒形試樣受力端為呈矩形截面的一段長方體，

所述齒形試樣固定的方式為：其試樣受力端矩形截面的長邊一側與下擺錘頭刀口相匹配；

并且試樣長方體受力端的軸向延伸方向與錘頭刀口擺動方向的夾角設置為：刀口與試樣相碰時，試樣前端一側與刀口一側刀口運動軌跡的切線呈30度夾角。

所述的擺錘錘頭最好設置有沿錘頭擺動徑向延伸的刀口。

同時本發明提供了一種用于上述模擬齒輪彎沖試驗方法的模擬齒輪彎沖試驗裝置，包括支架、旋轉軸心設置于支架上端的擺錘，擺錘的末端設置有錘頭，錘頭設置有刀口，在彎沖試驗裝置支架的下部、設置有試樣固定砧，彎沖試樣通過固定砧固定于擺錘刀口下擺的運行軌跡上，所述的固定砧在沿錘頭圓周運動的沖擊點切向平面上設置有一試樣卡槽，彎沖試樣匹配設置于該試樣卡槽內，并通過緊固件固定，試樣卡槽的延伸方向設置為保證刀口與安裝在卡槽內的試樣相碰時，試樣前端一側與刀口一側刀口運動軌跡的切線呈30度夾角。

所述的擺錘錘頭設置有沿錘頭擺動徑向延伸的刀口。

本發明的模擬齒輪彎沖試驗方法使得試驗設備具有結構簡單、安裝精準、快捷的特點。改變原先模擬齒寬中部一點受力為齒寬方向受力(見圖5)，其更加符合齒輪嚙合時線接觸受力的實際，獲得的實驗數據將更加具有性能參考價值。