Устройство для исследования характеристик зацепления цилиндрических зубчатых передач

Устройство для исследования характеристик зацепления цилиндрических зубчатых передач

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<з877322

М ЖВТОРСИОМУ СВНЯВ Л СТВ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 260230 (21) 2886343/25-28 с присоединением заявки N4 (23) Приоритет

Опубликовано Зы10.81. Бюллетень N9 40

Дата опубликования описания 301081 (51)М. Кл.з

G 01 В 7/28//

6 01 М 13/02

Государетвеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53} УДК 531. 717..2:621.833 (088.8) (72) Автеры изобретения

К.С. Серов и A.P. Болдырев

Московский станкоинструментальный. институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ЗАЦЕПЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для исследования характеристик .зацепления зубчатых передач.

Известно устройство для моделирования работы и исследования характеристик зацепления прямоэубых цилиндрических передач, содержащее два зубчатых колеса, одно из которых изготовлено цельным двухвенцовым с полным числом зубьев полной высоты, а дру". гое — сборным, состоящим из двух: электрически изолированных друг от друга зубчатых венцов с удвоенным шагом зубьев полной высоты на каждом, 15 венцы установлены относительно друг друга со сдвигом на величину углового шага зубьев и ширина каждого иэ них равна ширине венцов колес моделируемой передачи, источник питания, 26 две цепи, параллельно подключенные ко входу источника питания, каждая иэкоторых содержит последовательно соединенные два резистора и преобразователь тока, составленный, из зубьев одного из венцов сборного колеса и

-зубьев венца цельного колеса, и регистратор 1).

Недостаток известного устройства - невысокая точность измерения на- 30

2 правления зубьев и перекоса осей вращения колес, обусловленная тем, что по кривым фаз зацепления зубьев,получаемых с помощью этого устройства, можно только констатировать без количественной оценки наличие или отсутствие перекоса осей вращения колес или погрешностей в направлении зубьев.

При перекосе осей вращения колес или наличии погрешностей в направлении зубьев, участки, характеризующие продолжительность зацепления сопоставляемых пар зубьев на одной кривой оказываются больше, чем на другой ° При анализе ведется сопоставление участков кривых, характеризующих продолжительность работы разных пар сопрягаемых зубьев, причем со сдвигом по времени зацепления.

Отмеченный недостаток обусловлен конструктивным исполнением сборного колеса электромеханической части устройства. Именно этой частью в первую очередь предопределяются функциональные воэможности устройства рассматриваемого типа.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования характеристик зацепления прямозубых цилиндрических передач, содержащее

877322 два трехвенцовых зубчатых колеса, одно из которых выполнено цельным с полным числом зубьев на каждом венце, а другое — сборным из электрически изолированных друг от друга зубчатых венцов, иэ которых на двух боковых венцах зубья выполнены полной высоты, но срезаны через один, источник питания, три цепи, параллельно подключенные к его входу, каждая из которых содержит последовательно соединенные два резистора и преобразователь то- tO ка, составленный нз зубьев соответствующих зацепляемых венцов. колес, измерительный узел и регистратор 6 .

Недостаток известного устройства — по кривым фаз зацепления зубьев, записываемых при данном конструктивном исполнении экспериментальных колес устройства, нельзя производить количественную оценку действительного перекоса осей вращения колес или погрешностей направления 3убьев,так как в этом случае при анализе укаэанных кривых ведется сопоставление участков, характеризующих продолжительность работы разных пар сопрягаемых зубьев, сдвинутых по времени эацепления.

Цель изобретения — повышение точности измерения направления зубьев и перекоса осей вращения колес.

Указанная цель достигается тем, 30 что средний венец сборного колеса выполнен с удвоенным шагом зубьев, ступица которого симметрично расположена относительно его средней плоскости, а два боковых венца этого колеса установлены на его ступице и сдвинутые по отношению к нему на величину углового шага зубьев, а каждый иэ боковых венцов выполнен с шириной, Равной половине ширины сред- 40 них венцов, измерительный узел выполнен двухканальным, один из каналов содержит многокаскадный усилитель, на вход которого подключен резистор с преобразователем тока, составлен- ф5 ныл из зубьев средних венцов сборно.го н ального колес, другой канал— сумматор и два формирователя, двухполярный нормально открытый ключ,ждущий мультивибратор, инвертор, два 50 компаратора, два нормально закрытых ключа, генератор счетных импульсов, дешифратор, счетчик, входы сумматора и одного из формирователей включены параллельно и на каждый вход подключено соответственно по резистору с преобразователями тока, составленными из зубьев боковых венцов сборного и цельного колес, выход сумматора. связан с входом двухполярного нормально закрытого ключа, выход форми" 40 рователя — с входом ждущего мультивибратора, выход двухполярного нормадьно закрытого ключа связан с вхоцами инвертора и компаратора, выход инвертора — с входом компаратора, 65 входы и выходы компараторов соединены с входами и выходами двух нормально закрытых ключей, выходы нормально закрытых ключей соединены с входом второго формирователя и с регистратором, выход генератора счетных импульсов подключен к входу второго формирователя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выход счетчика импульсов связан с входом дешифратора, а выход дешифратора — с входами регистратора.

На фиг, 1 изображена прямозубая цилиндрическая передача; на фиг.2 блок-схема. измерительного узла; на фиг. 3 — кривые фаз зацепления зубьев боковых венцов сборного и цельного колес; на фиг. 4 — формы сигналов на основных участках электрической части устройства.

Цилиндрическая передача содержит два трехвенцовых зубчатых колеса 1 и 2. Колесо 1 выполнено цельным. Венцы =-5 колеса 1 изготовлены с полным числом зубьев полной высоты. Колесо

2 изготовлено сборным иэ электрически изолированных друг от друга зубчатых венцов 6-8. На боковых венцах 6 и 8 зубья выполнены полной высоты, но срезаны через один. Средний венец 7 изготовлен со ступицей 9,симметрично расположенной относительно его средней плоскости. Боковые венцы 6 и 8 установлены на ступице 9 и сдвинуты по отношению к среднему венцу 7 на величину углового шага зубьев. Каждый из боковых венцов обоих колес выполнен с шириной, равной половине ширины средних венцов 4 и 7.

Венцы колес как токопроводящие элементы включены в три цепи 10-12, параллельно включенные к входу источника 13 питания, каждая из которых соответственно содержит последовательно соединенные два резистора 14 и 15, 16 и 17, 18 и 19 и преобразователь тока, составленный из зубьев соответствующих зацепляемых венцов, 3 и 6, 4 и 7, 5 и 8 колес.

Измерительный узел 20 выполнен двухканальным. Один иэ каналов содержит многокаскадный усилитель 21, на вход которого подключен резистор 16 с преобразователем тока, составленным из зубьев средних венцов 4 и 7, цельного и сборного колес 1 и 2. Выход усилителя 21 этого канала подключен к регистратору 22. Второй канал изме-. рительного узла 20 содержит сумматор

23 и два. формирователя 24 и 25,двухполярный нормально закрытый ключ 26, ждущий мультивибратор 27, инвертор

28, два компаратора 29 и 30, два нормалько закрытых ключа 31 и 32, генератор 33 счетных импульсов, счетчик

34, дешифратор 35.

Входы сумматора 23 и формирователя 24 включены параллельно. На вход сумматора 23 подключены резистор 14

877322

65 с преобразователем тока, составленным иэ зубьев боковых венцов 3 и 6 цельного и сборного колес 1 и 2. Выход сумматора 23 связан с входом двухполярного нормально закрытого ключа 26.

На вход формирователя 24 подключен резистор 18 с преобразователем тока, составленным иэ зубьев боковых вен" цов 5 и 8, цельного и сборного колес

1 и 2. Выход формирователя 24 связан с входом ждущего мультивибратора 27.

Выход двухполярного нормально закрытого ключа 26 связан с входами инвертора 28 и компаратора 29, выход инвертора 28 — с входом компаратора

30. Входы и выходы компараторов 29 и 30 соединены с входами и выходами двух нормально закрытых ключей

31 и 32. Выходы нормально закрытых ключей 31 и 32 соединены с входом второго формирователя 25 и с регистратором 22. Выход генератора

33 счетных импульсов подключен к входу второго формирователя 25,выход которого соединен с входом счетчика

34 импульсов, выход счетчика 34 импульсов связан с входом дешифратора

35, а выход дешифратора 35 с входами регистратора 22.

Устройство позволяет измерять погрешности в направлении зубьев и перекос осей вращения колес при рабочих нагрузках и скоростях.B случае проведения измерений при малых скоростях и минимальных нагрузках (статический контроль) электромеханическая часть устройства должна быть выполнена в виде зацепления цельного одновенцового измеряемого колеса со сборным трехвенцовым измерительным колесом с суммарной шириной венцов, равной ширине венца измеряемого колеса и с шириной боковых венцов, равной одной трети ширины среднего венца. Электрическая часть устройства для данного варианта исполнения электромеханической части остается без изменений.

Устройство работает следующим образом.

Колеса испытуемой передачи устанавливают на шпиндели стенда для динамических испытаний или на шпинде- . ли прибора комплексного контроля зубчатых колес. Венцы зубчатых колес с помощью проводов через токосъемные устройства подключают к измерительному узлу. Включают измерительный узел и привод. Устанавливают заданный режим работы испытуемой передачи и производят регистрацию характеристик зацепления.

При обкатке колес в результате периодического пересопряжения зубьев образуются три преобразователя тока соответственно иэ зубьев сопряженных венцов 3 и 6, 4 и 7, 5 и 8.

Сигнал с резистора 16 цепи 11 подается на вход одного иэ каналов иэ5

t0

3D

S0

55 мерительного узла 20 — на многокас" кадный усилитель 21. Усиленный сигнал подается на один иэ входов ре-. гистратора 22 для регистрации продолжительности контакта зубьев среднего венца 7 сборного колеса.2 с зубьями венца цельного колеса 1.

Сигналы 36 и 37 с резисторов 14 и 18 соответственно цепей 10 и 12 подаются на входы сумматора 23 и формирователь 24 (фиг. 4). На выходе сумматора 23 имеем сигнал 38, представляющий разность напряжений U -0

Сигнал имеет плюсовую и минусовую части. В зависимости от относительного расположения сигналов 36 и 37, поступающих с преобразователей тока, форма сигнала 38 после сумматора 23 может меняться в плане порядка следования плюсовой и минусовой части.

Разностный сигнал 38 с сумматора 23 подается на двухполярный нормально открытый ключ 26. На этот же блок поступает бланкирующий сигнал

39 с выхода ждущего мультивибратора

27, подключенного к выходу формирователя 24.

Формирователь 24 по сигналам 36 и 37 вырабатывает сигнал для запуска ждущего мультивибратора 27. Последний и вырабатывает бланкирующий сигнал 39, передний фронт которого . соответствует положению заднего фронта первого импульса выданного сигнала 38 сумматора 23.

Ждущий мультивибратор 27 вырабатывает бланкирующий импульс 39 с длительностью t > t. g +

Таким образом, на двухполярный ключ 26 подается сигнал 38 с сумматора 23 и бланкирувт ий сигнал 39 с ждущего мультивибратора 27. В результате этого через двухполярный ключ 26 проходит только первая часть сигнала

38 с сумматора 23. Если сигнал положительный, то он сразу подается на компаратор 29 и на нормально закрытый ключ 31, если — отрицательный, то сначала — на инвертор 28, а затем на компаратор 30 и на нормально закрытый ключ 32. На компараторы 29 и 30 подаются также импульсы с дифференцирующей цепочки ждущего мультивибратора

27. Подача этих импульсов позволяет возвратить компараторы 29 и 30.в исходные позиции. Компараторы вырабатывают импульсы 40,по которым определяется признак знака.

Сигнал 41 с генератора 33 стандартных сигналов и с нормально закрытых ключей 31 и 32 подаются на блок

25 совпадения, осуществляющий заполнение площади сигналов 42 высокочастотными импульсами. Далее сигнал 43 поступает на счетчик 34 импульсов и дешифратор 35, затем на регистратор 22.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить одновременную регистра877322 цию продолжительности контакта каждого зуба цельного колеса с зубьями двух боковых венцов сборного трехвенцового колеса и по разности продолжительности контакта зубьев определить величину действительной погрешности в направлении зубьев или при перекосе.осей вращения колес при заданном динамическом режиме работы передачи, поскольку длина рабочих участков линий зацепления в зонах сопряжения зубьев изменяется с изменением указанных факторов. Кроме того,предлагаемое устройство позволяет регистрировать продолжительность контакта зубьев среднего венца трехвенцового сборного колеса с зубьями венца цель- 15 ного колеса 1. Совместный анализ этой кривой с вышеуказанными кривыми позволяет определить величину действительного коэффициента перекрытия зубьев. 20

Определение величины погрешностей направления зубьев или перекоса осей вращения колес при задаваемых динамических режимах работы испытуемой передачи позволяет вести анализ влияния этих факторов на динамику раьоты передачи и на ее динамические характеристики зацепления, что, в свою очередь, открывает возможность изыскания путей модификации 30 рабочих передач с целью устранения отрицательного влияния вышеуказанных факторов на работу передач. Применение предлагаемого устройства в приборах и стендах комплексного контро- 35 ля зубчатых колес позволяет значительно расширить их функциональные воэможности.

Формула изобретения

Устройство для исследования характеристик зацепления цилиндрических зубчатых передач, содержащее два трехвенцовых зубчатых колеса, одно 45 из которых выполнено цельным с полным числом зубьев полной высоты, а другое — сборным иэ электрически изолированных друг от друга зубчатых венцов, иэ которых на двух боковых 50 венцах — зубья выполнены полной высоты, но срезаны через один, источник питания, три цепи, параллельно включенные к его входу, каждая из которых содержит последовательно сое- 55 диненные два резистора и преобразователь тока, составленный иэ зубьев соответствующих зацепляемых венцов колес, измерительный узел и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения направления зубьев и перекоса осей вращения колес, средний венец сборного колеса выполнен с удвоенным шагом зубьев, ступица которого симметрично расположена относительно

его средней плоскости, а два боковых венца этого колеса установлены на его ступице и сдвинуты по отношению к нему на величииу углового шага зубьев, а каждый иэ боковых. венцов выполнен с шириной, равной половине ширины средних венцов, измерительный узел выполнен двухканальным, один из каналов содержит многокаскадный усилитель, на вход которого подключен резистор с преобразователем тока, составленным иэ зубьев средних венцов сборного и цельного колес, другой канал — сумматор и два формирователя, двухполярный нормально открытый ключ, ждущий мультивибратор, инвертор,два компаратора, два нормально закрытых ключа, генератор счетных импульсов, дешифратор, счетчик, входы сумматора и одного иэ формирователей включены параллельно и на каждый вход подключено соответственно по резистору с преобразователями тока, составленными из зубьев боковых венцов сборного и цельного колес, выход сумматора связан с входом двухполярного нормально закрытого ключа, выход формирователя — с входом ждущего мультивибратора, выход двухполярного нор" мально закрытого ключа связан с входами инвертора и компаратора, выход инвертора — с входом компаратора,входы и выходы компараторов соединены с входами и выходами двух нормально закрытых ключей, выходы нормально закрытых ключей соединены с входом . второго формирователя и с регистратором, выход генератора счетных импульсов подключен к входу второго формирователя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выход счетчика импульсов связан с входом дешифратора, а выход дешифратора с входами регистратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Э 182895, кл. G 01 В 5/20, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

9 300800, кл. G 01 М 13/02, 1969 (прототип).

877322

Составитель Л.Кениг

Редактор C. Крупенина Техред А.Бабинец Корректор A. Гриценко

Заказ 9597/63 Тирам 645, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, З-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент",. r. Удгород, ул. Проектная, 4