Роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач

Роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

К. С. Серов

Е, Московский ордена Трудового Красного Знамейй — -- —. станкоинструментальный институт (72) Автор изобретения (7l) Заявитель.(54) РОЛИКОВАЯ МАШИНА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

И ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЖЕННОГО КОНТАКТА

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ ЭВОЛЬВЕНТНЫХ

ПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к машиностроени.о, а именно — к испытательной технике, и может быть использовано для моделирования и исследования нагруженного контакта зубчатых передач.

Известна роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач, содеркашая станину, привод, неподвижную бабку с встро- 10 енным в нее кулачково-зубчатым планетарным механизмом, кулачок которого установлен на оси сателлитов, а взаимодействуюший с кулачком рычаг установлен на соосном с водилом ваЛу, подвижную бабку, шпиндель которой кинематически связан цилиндрической зубчатой передачей с водилом кулачково убчатого планетарного механизма неподвижной

20 бабки, моделируюшие элементы, выполненные в виде пары цилиндрических роликов, один из которых установлен на водиле кулачково-вубчатого планетарного механизма неподвижной бабки, а другой» на шпинделе подвижной бабки, и нагружаюшее устройство 1).

Однако известная машина не позволяет моделировать и исследовать нагруженный.контакт прямоэубых цилиндрических эвольвентных передач с дробным значением коэффициента перекрытия, и, сле; довательно, изучать влияние периодического скачкообразного перераспределения нагрузок H& состояние контактируюших поверхностей и масляной пленки между ними.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сушности является роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямоэубых эвольвентных передач, содержащая привод, станину, расположенные на ней в одной плоскости бабки, одна иэ которых закреплена неподвижно, а другая установлена с воэможностью перемешения в указанной плос3 . 970 кости, идентичные кулачково зубчатые планетарные механизмы, каждый из которых размещен в одной иэ бабок, полые валы, каждым из которых охвачено водило кулачково-зубчатого планетарного механизма, пары соосных моделирующих роликов, которые в каждой паре установлены на соответствующих водиле и полом валу с угловым сдвигом относительно друг друга на величину шага зубьев ко- 1 лес моделируемой передачи, нагружатель, взаимодействующий с подвижной бабкой, кинематическую связь между водилами и электроизмерительную систему. Кине50 ь>

55 матическая связь между водилами осуществляется сменными зубчатыми колесами, а привод связан передачей, с гибкими звеньями с одним из водил 21.

Недостатками этой машины являются неполная идентичность бабок по конструктивным и динамическим параметрам, что снижает точность и стабильность моделирования и исследования процесса пересопряжения зубьев колес передачи, а также сложность и трудоемкость ее обслуживания при переналадке на моделирование процесса работы каждой новой зубчатой пе редачи.

Цель изобретения — повышение точности и стабильности моделирования и исследования процесса пересопряжения зубьев колес передачи.

Указанная цель достигается тем, что в роликовой машине для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач, содержащей привод, станину, располбженные на ней в одной плоскости бабки, одна из которых закреплена неподвижно, а другая установлена с воэможностью перемещения в указанной плоскости, идентичные кулачково-зубчатые планетарные механизмы, каждый из которых размещен в одной из бабок, полые валы, каждым из которых охвачено водило кулачково зубчатого пленатерного механизма, пары соосных моделирующих роликов, которые в каждой паре установлены на соответствующих водиле и полом валу с угловым сдвигом относительно друг друга на величину шага зуб ев колес моделируемой передачи, нагружа тель, взаимодействующий с подвижной бабкой, кинематическую связь между водилами и электроиэмерительную систему, кинематическая связь представляет собой два связанных между собой.зубчатой передачей с передаточным отношением, равным единице, дополнительных вала, один

З5 иэ которых соединен с приводом, и двух передач с гибкими звеньями с одинаковыми передаточными отношениями, каждая из которых связана с водилом и одним иэ дополнительных валов, а роликовая машина снабжена маховиками, каждый иэ которых закреплен на соотватст« вуюшем водиле.

На фиг. 1 изображена блок- схема роликовой машины: на фиг. 2 — кинематическая схема привода водил кулачковозубчатых планетарных механизмов бабок от дополнительных валов; на фиг. 3конструкция моделирующих роликов.

Роликовая маиина содержит привод 1, станину 2, неподвижную 3 и подвижную

4 в вертикальной плоскости бабки,.нагружатель 5, взаимодействующий с последней, кулачково-юубчатые планетарные механизмы бабок 3 и 4, каждый из которых состоит соответственно из водила 6(7), сателлита 8(9), центрального зубчатого колеса 10(11), располагающегося на одной оси с сателлитом 8 (9 ) кулачка 12 (13) и установленного на полом валу 14 (15) рычага 16(17). Кинематическая связь водил 6 и 7 состоит из связанных цилиндрической зубчатой передачей 18 основного 19 и вспомогательного 20 дополнительных валов, которые в свою очередь передачами 21 и 22 с гибкими звеньями, например цепными, соединены с водиламиби7.

Моделирующие ролики 23 и 24 установлены на водилах 6 и 7 с угловым сдвигом относительно роликов 25 и 26, установленных на полых валах 14 и 15 и на изолирующих втулках 27 и 28, равным по величине шагу зубьев колес моделируемой передачи. Кроме того, машина содержит токосъемные устройства 29 и 30, маховики 31 и 32 с. одинаковым моментом инерции, электроизмерительную систему,33 для измерения и регистрации толщины масляной пленки, продолжительности контакта, коэффициента перекрытия и относительных перемещений рабо-чих участков моделирующих роликов

23-26.

Моделирующие ролики 23-26 имеют одинаковые диаметры с прерывистыми контактными дорожками. Ширина контактной дорожки на каждом ролике равна ширине зубчатого венца колеса моделируемой передачи. Блина рабочего участка контактной дорожки на каждом. ролике равна длине рабочей части эвольвенты профиля зуба, а шаг - удвоенному нормальному шагу зубьев моделируемых ко5

9701 лес, умноженному на тангенс угла зацепления. Ролики 23, 26 и 24, 25 образуют два электрических контура, подключенных к электроизмерительной системе 33, к которой подключены также два фото- 5 преобразователя 34 и 35 угловых пере« мешений на поляроидах для измерений относительных перемешений моделирующих роликов 23-26.

Передаточные отношения цепных передач 21 и 22 одинаковы, а передаточное отношение цилиндрической зубчатой передачи 18 равно единице. Ведомые звездочки 36 и 37 цепных передач 21 и 22 установлены на противоположных от моде-15 лируюших пар цилиндрических роликов 23, 25 и 24-, 26 концах водил 6 и 7 кулачковозубчатых планетарных механизмов бабок 3 и 4. Ведушая звездочка 38 установлена на основном дополнительном вв. 26 лу 19, в ведущая звездочка 39 - на вспомогательном дополнительном валу

20. Введение вспомогательного дополнительного вала 20 обеспечивает противо-. положное направление вращения относи- 25 тельно друг друга пар моделируюших цииндрических роликов 23, 25 и 24, 26. епные передачи 21 и 22 снабжены на тяжными устройствами 40 и 41 соответственно. Движение от привода 1 переда- 36 ется на вспомогательный дополнительный вал 20 через муфту 42.

Роликовая машина работает следуюшим образом.

На водила 6 и 7 и соосные с ними полые валы 14 и 15 кулачково-юубчатых планетарных механизмов соответственно неподвижной 3 и подвижной 4 бабок роликовой машины устанавливают две пары цилиндрических моделиру:оших роликов @

23, 25 и 24, 26. Ролики каждой пары устанавливают на соответствуюших валах со сдвигом относительно друг друга на величину шага зубьев колес моделируюшей передачи. Ролики 25 и 26 устанавливают нв валах 14 и 15 на изолирую ших втулках. 27 и 28 и подключают к одному из входов электроиэмерительной

1 системы33 машины. Вводят моделирующие ролики в контакт. Устанавливают требуемое натяжение цепи передачи 22 с помошью натяжного устройства 41.

Включают привод 1 и электроизмерительную систему 33 машины. Устанавливают требуемую нагрузку и частоту

5$ врашения моделирующих роликов 23, 26 и 24, 2 5.

Движение от привода 1 передается на вспомогательный дополнительный вал

71 6

20 через муфту 42.Далее движение передается через цилиндрическую зубчатую передачу

18 на основной дополнительный вал 19 и через цепную передачу 21 на водило

6 кулачково-вубчатого планетарного механизма неподвижной бабки З..С основного дополнительного вала 19 движение передается через цепную передачу 22 на водило 7 кулачково-зубчатого планетарного-механизма подвижной бабки 4. При врашении водил 6 и 7 сателлиты 8 и 9 обкатываются по неподвижным централь« ным зубчатым колесам 10 и 11, вместе с которыми вращаются кулачки 12 и 13, воэдействуюшие на рычаги 16 и 17, а следовательно, и на валы 14 и 15 с установленными на них роликами 25 и 26, врвшаюшимися с переменной скоростью, закон изменения которой задается профилями кулачков 12 и 13 и аналогичен относительному перемешению сопряженных зубьев колес моделируемой передачи.

Угол качания рычагов 16 и 17 равен угI ловому шагу рабочих участков контактной дорожки ролика, а число качаний за один оборот моделируюшего ролика равно числу рабочих участков на его контактной дорожке.

Относительные угловые перемешения роликов каждой соосной пары роликов 23, 25 и 24, 26 измеряются с помошью электроизмерительной системы 33 с фотопреобраэоввтелями 34 и 35 нв поляроидах. Одновременно регистрируются относительные перемешения роликов 23, 25 и 24, 26.

Каждая пара сопряженных роликов 23

26 и 24, 25, моделирует передачу с коэффициентом перекрытия зубьев меньше единиы, в обе пары вместе — передачу с коэффициентом перекрытия больше единицы.

С помошью регистрируюшего устройства, подключаемого к выходу электроизмерительной системы 33, воспроизводят две кривые, хврактеризуюшие продолжительность контакта рабочих участков роликов, толшину масляных пленок в зонах контакта и величину коэффициента перекрытия рабочих участков контактных дорожек. Изменяя относительное расположение сопрягвемых роликов, можно с помошью двух пар роликов моделировать процесс обкатки передач не только с заданным значением коэффициента перекрытия, но и с любым другим промежуточным, лежащим в диапазоне от единицы до заданного дробного значения.

970171

Такая конструкция роликовой машины позволяет обеспечить полную идентичность подвижной и неподвижной бабок по конструктивным и динамическим параметрам,, а также упростить наладку и об- 5 служивание машины при переходе на моделирование процесса работы каждой новой зубчатой передачи и тем самым повысить точность и стабильность моделирования и исследования процесса пересопряжения © колес передачи.

Формула изобретения

Роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач, содержашая привод, станину, расположенные на ней в одной плоскости бабки, одна из которых закреплена неподвижно, а другая установлена с возможностью перемешения в указанной плоскости, идентичные кулачковозубча. тые планетарные механизмы, каждый из которых размещен в одной из бабок, по« лые валы, каждым из которых охвачено

1 водило кулачково-зубчатого планетарного механизма, пары соосных моделирующих роликов, которые в каждой паре установ- ЭО лены на соответствующих водиле и полом валу с угловым сдвигом относительно друг. друга на величину шага зубьев колес моделируемой передачи, нагружатель, взаимодействующий с подвижной бабкой, кинематическую связь между водилами и электроизмерительную систему, о т— личаюшаяся тем,что,сцелью повышения точности и стабильности моделирования и исследования процесса пересопряжения зубьев колес передачи, кинематическая связь представляет со» бой два связанных между собой зубчатой передачей с передаточным отношением, равным единице, дополнительных вала, один из которых соединен с приводом, и двух передач с гибкими звеньями с одинаковыми передаточными отношениями, каждая из которых связана с водилом и одним из дополнительных валов, а роликовая машина снабжена маховиками, каждый из которых закреплен на соответствующем водиле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 111047, кл. GO1 М 13/02, 1955.

2. Авторское свидетельство СССР № 534666, кл. Ci01 М 13/02, 1974 (прототип ) .