Способ исследования деформативности элементов зубчатых колес

Способ исследования деформативности элементов зубчатых колес

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится кмашиностроению , а именно к средствам и методам исследования и контроля зубчатых колес. Цель изобретения - повышение точности измерения. Для этого установленные на диске 3 бесконтактные измерительные преобразователи 4 и 5 компенсируют погрешность сопряжения диска 3 и ступицы колеса 1. На базовой поверхности исследуемого венца 2 выполнены координатные метки 7. При проведении исследований зона измерений может меняться от отдельных участков ступицы до всего периметра зубчатого венца непрерывно. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 G Ol В 5/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ „, .-" " :.:. ;, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4s,, (21) 4252060/25-28 (22) 29.05.87 (46) 23 ° 12.88. Бюл. В -47 (71) Белорусский политехнический институт (72) С. А. Беляев и Н. Т. Мннченя (53) 531,717..2:621.833(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 362218, кл. С 01 М 13/02, 1973. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАТИВ НОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЗУБЧАТЬИ КОЛЕС (57) Изобретение относится к-машиностроению, а именно к средствам и ме„„SU,„, 1446447 А1 тодам исследования и контроля зубчатых колес. Цель изобретения — повышение точности измерения. Для этого установленные на диске 3 бесконтактные измерительные преобразователи 4 н

5 компенсируют погрешность сопряжения диска 3 и ступицы колеса 1. На базовой поверхности исследуемого венца 2 выполнены координатные метки 7. При проведении исследований зона измерений может меняться от отдельных участков ступицы до всего периметра зубчатого венца непрерывно. 1 ип.

1446447

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам и методам исследования и контроля зубчатых колес.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На чертеже изображена конструктивная схема, позволяющая реализовать способ исследования деформативности 10 элементов зубчатых колес.

Конструктивная схема включает в себя зубчатое колесо 1 с исследуемыми венцами 2, которые выполнены с цилиндрической базовой поверхностью, диск 15

3, установленный на ступице колеса 1 соосно с ним и с возможностью поворота на последней, и закрепленные на диске 3 два бесконтактных индуктивных преобразователя 4 и 5, один из кото- 20 рых взаимодействует с базовой поверхностью исследуемого -венца 2, второй— с поверхностью ступицы, сопряженной с диском 3.

Иежду базовой (внутренней) поверх-25 ностью исследуемого зубчатого венца

2 колеса 1 и бесконтактным индуктивным преобразователем 4, закрепленным в диске 3, образован измеряемый зазор 3,. Диск 3 установлен со сторо- 30 ны торца соосно колесу 1 ° Преобразователь 4 зафиксирован в подвижном сухаре б, размещенном в радиальном пазу диска 3. Необходимая величина зазора d подбирается путем перемещения сухаря 6 в радиальном пазу диска 3.

Для повышения точности на базовой поверхности исследуемого зубчатого венца 2 могут быть выполнены коорди- 40 натные метки 7, выполненные, например, в виде рисок глубиной 0,2—

0,3 мм и шириной также 0 2 — 0,3 мм.

Длина рисок должна быть несколько больше размера активной части индуктивного преобразователя, что 1.арантирует формирование стабильного сигнала.

Для контроля точности сопряжения диска 3 и ступицы зубчатого колеса 1 служит преобразователь 5. Иежду преобразователем 5 и базовой поверхностью ступицы образован измеряемый зазор Ь .

Обработка результатов исследования деформативности венца 2, полученных с помощью преобразователя 4,производится с учетом сигналов, полученных от преобразователя 5, фиксирующем неточности,зижения диска 3 по опорной (базовой) поверхности ступицы. Благодаря этому повышаются точность и достоверность исследований.

Сигналы преобразователей 4 и 5 выводятся посредством токосъемника на регистрирующий прибор (не показаны) и обрабатываются оператором.

Для повышения чувствительности из" мерительной системы зубчатый венец 2 колеса I может быть выполнен на измеряемом участке максимально тонким.

Базовой поверхностью в данном случае является поверхность зубчатого венца, находящаяся ниже впадин между зубьями (для колес внешнего зацепления).

При использовании предложенного устройства бесконтактный преобразователь

4 закреплен на диске 3 и соответственно направлен на эту поверхность.

Нагружение передачи вызывает поворот и осадку основания зацепляющихся зубьев, а следовательно, деформацию примыкающих к ним, а также и других участков зубчатого венца. Вследствие этого изменяется величина измеряемого зазора d,, установленного между преобразователем 4 и базовой поверхностью венца 2. При исследовании характера деформаций венца 2 в условиях статического нагружения диску

3 с преобразователем 4 придается вращательное движение и преобразователь

4 при этом обследует базовую поверхность венца 2 по всему его периметру.

Реализуется способ следующим образом.

При исследованиях в динамике диск

3, а вместе с ним и преобразователь

4, может быть зафиксирован неподвижно относительно исследуемых венцов 2.

При этом зона зацепления по мере поворота колеса 1 вокруг оси перемещается по венцу 2 относительно неподвижно зафиксированного преобразователя 4. Тем самым осуществляется тот же, что и в условиях статики, обход базовой поверхности венца 2 по всему его периметру.

Диск 3 может быть зафиксирован неподвижно относительно корпуса передачи, а преобразователь 4 ориентирован в каком-то одном заданном относительно вращающегося венца 2 положении. Налример, он может быть направлен на участок венца 2, примыкающий к зоне зацепления. Это дает возмож1446447 ность исследовать изменение характера деформаций конкретного участка венца 2, например, в процессе накопления износа зубьев,. изменения режи5 мов и условий работы передачи и т.д.

По данным замеров представляется возможным построить круговую диаграмму деформаций зубчатого венца 2 и в соответствии с ней произвести расчет геометрических его параметров, выбрать материал, отработать технологию изготовления и т.д.

С помощью предлагаемого устройства представляется возможным исследовать характер деформаций и колебаний элементов зубчатых колес (зубьев, зубчатых венцов, дисков (спиц) и т.д. практически в любой зоне по окружности колеса как при статическом его 20 нагружении, так и в динамике. Например, нагрузив передачу статическим крутящим моментом, путем вращения диска 3 исследуется величина радиальной податливости венца, (преобразова 25 тель 4 в этом случае направлен на базовую поверхность венца под углом

180 от зоны зацепления), осадки нагруженного зуба (преобразователь 4 направлен на зону, примыкающую к íà- 0 груженному зубу), разворота венца 2 из плоскости вращения колеса 1 в условиях перекоса в зацеплении (преобразователь 4 направлен на базовую поверхность венца, расположенную под углом 90" от зоны зацепления).

По результатам исследования можно построить кривую деформаций венца 2 и других элементов зубчатого колеса.

Выбрав в качестве базы торцовую 4!! поверхность колеса можно исследовать характер деформаций и его диска (спиц) °

По величине прогиба зубчатого венца в зоне нагруженного зуба можно судить о состоянии и работоспособности этого зуба. Так, уменьшение толщины зуба вызывает соответствующее уменьшение его жесткости. Жесткость венца при этом остается неизменной.

Следовательно, при одной и той ске на,грузке зубчатый венец по мере утоне,ния зуба вследствие накопления им из,носа деформируется в меньшей степени.

Аналогичное явление наблюдается в случае возникновения усталостной трещины хотя бы в одном из зубьев исследуемого колеса. Причем изменение характера деформаций происходит в данном случае более резко, чем при постепенно накапливаемом износе зубьев. Это позволяет с высокой степенью достоверности устанавливать вид и размер повреждения зубьев и тем самым осуществлять диагностику их состояния и работоспособности.

Аналогично выполняются исследования и в динамике в процессе работы зубчатой передачи. При этом диск 3 может быть закреплен неподвижно относительно исследуемого колеса 1.

В таком случае зона зацепления перемещается по окружности колеса 1 и преобразователем 4 исследуются деформация всех зон зубчатого венца 2 по его окружности, а также происходящие в нем вибрационные процессы.

Диску 3 может быть придано вращательное движение синхронно или асинхронно с исследуемым колесом 1. При синхронном его движении с колесом 1 может исследоваться один какой-то вполне определенный участок зубчатого венца, например, в условиях иакапливаемого зубьями колеса 1 износа. При асинхронном движении диска 3 исследуются попеременно все участки зубчатого венца 2 колеса 1.

При исследовании составных зубчатых колес, в которых зубчатый венец 2 представляет собой отдельную деталь колеса 1, и необходимости замера, например, радиальных перемещений венца 2 в целом диск 3 может быть оснащен дополнительным преобразователем, установленным диаметрально противопо" ложно преобразователю 4. При этом в случае необходимости оба преобразователя могут быть соединены по дифферен циальной схеме.

В качестве примера исследовалась зубчатая одноступенчатая передача со следующими основными параметрами. модуль m 3 мм, ширина зубчатого венца

Ь 30 мм, число зубьев z-45, передаточное отношение и 1 мм.

В зубчатом венце исследуемого колеса передача была выполнена с учетом габаритов бесконтактного преобразователя кольцевая расточка. Толщина венца на этом участке по впадине между зубьями равнялась 1 мм.

Цель исследований заключалась в изучении характера деформаций зубчатого венца колеса в зоне зацепления с парным колесом передачи и в зонах, 1446447 расположенных от зоны зацепления под углом l0-350 О.

Составитель Б. Афонский

Редактор Л. Гратилло Техред JI.Сердюкова Корректор О. Кравцова

Заказ 6237/45 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфиче кое предприятие, г . Ужг зрол, л . Лроек г зн, Формула изоб ре тения

Способ исследования деформатнвности элементов зубчатых колес, заключающийся в том, что устанавливают на ступице колеса диск с возможностью поворота его по последней, закрепляют на диске датчик с воэможностью взаимодействия с исследуемым элементом и с используют показания датчика для исследования деформативности элементов зубчатых колес, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, устанавливают второй датчик на диске на той же линии измерения, что и первый датчик, с воэможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью ступицы и используют показания второго датчика для учета влияния характера движения диска по ступице на показатель деформативности элементов зубчатого колеса.