ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ЗУБЬЕВ

Прибор относится к измерительным устройствам и предназначен для использования в машиностроительной промышленности при производстве и ремонте зубчатых передач.
Известен прибор для измерения неравномерности вращения зубчатых передач [1] (стр.35, фиг.11), состоящий из станины с траверсой наверху, подвижного стола, установленного в направляющих станины с возможностью его перемещения вверх и вниз и закрепления в нужном положении, центрального нижнего зубчатого колеса, жестко закрепленного на полой цилиндрической неподвижной стойке стола, центрального верхнего зубчатого колеса, жестко закрепленного на вертикальном валу, расположенном внутри полой стойки, к нижней части которого жестко закреплен рычаг, который оттягивается пружиной, измерительного устройства, планетарного колеса, зубчатые венцы которого, разделенные кольцевой проточкой, находятся в зацеплении с центральными колесами, а само планетарное колесо жестко закреплено на ступице тормозного диска, подвижно закрепленного на оси водила с возможностью торможения, выполненного в виде диска с валом, который установлен в подшипниках траверсы станины и связан с ручным или электромеханическим приводом и делительным механизмом.
Основным недостатком известного прибора является то, что при измерении деформации зубьев зоны однопарного и двухпарного зацеплений зубьев определяют защемлением тонкой бумажной полоски, вставляемой между зубьями. Эта процедура осуществляется вручную и отнимает много времени, а также не отличается высокой точностью, поскольку трудно фиксировать вручную момент защемления бумажной полоски.
Задача, на решение которой направлена полезная модель и технический результат от ее использования, заключается в повышении производительности,
качества и точности фиксирования зон однопарного и двухпарного зацеплений при измерении деформации зубьев.
Технический результат достигается тем, что ось водила снабжена жестко связанным с ней и расположенным в радиальном направлении планетарного колеса кронштейном, на котором размещена видеокамера с объективом, направленным на зацепление нагруженных зубьев, с возможностью фиксирования взаимного положения в моменты статического равновесия при их периодическом перемещении в соответствии с принятым делением углового шага.
Такое исполнение прибора позволяет с помощью видеокамеры, связанной с компьютером, записывать положение зацепляющихся зубьев и точно фиксировать начало и конец зон однопарного и двухпарного зацеплений зубьев, а также их протяженность, и синхронизировать этот процесс с фиксированием величин деформации зубьев.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого прибора.
Прибор представляет собой планетарный механизм с тормозом. Центральное зубчатое колесо 1 жестко закреплено на полой неподвижной стойке цилиндрической формы. Внутри этой стойки проходит вал 2, на котором вверху жестко закреплено другое центральное колесо 1', совместно изготовленное с колесом 1, а снизу - рычаг 3. Рычаг оттягивается пружиной 4. В конец рычага 3 упирается наконечник индикатора часового типа 5. Полая стойка 2 закреплена на столе, имеющем возможность перемещаться в направляющих вверх и вниз относительно станины стенда для смены колес и установки их в рабочем положении.
В зацеплении с колесами 1 и 1' находятся два зубчатых венца, разделенных кольцевой проточкой, планетарного колеса 6. Планетарное колесо жестко сидит на ступице диска 7 тормоза, служащего для нагружения зубчатой передачи. Планетарное колесо 6 с тормозным диском 7 подвижно сидит на оси 8, жестко связанной с водилом 9. Водило 9 выполнено в виде диска с валом, который находится в подшипниках, расположенных в траверсе станины
прибора. Для нагружения передачи предусмотрен маховик 10, сидящий на резьбовом конце оси 8. Ручной привод водила состоит из рукоятки 11, а электромеханический привод состоит из электродвигателя 12, ременной передачи 13 и червячной - 14. На валу червячной передачи 14 закреплен делительный механизм 15. На оси водила 8 жестко закреплен кронштейн 16, расположенный в радиальном направлении планетарного колеса 6. На кронштейне 16 расположена видеокамера 17, объектив которой направлен на зацепление нагруженных зубьев колес. Видеокамера связана электрической цепью с компьютером, не показанным на схеме, который управляет ее работой.
Прибор работает следующим образом.
Два абсолютно одинаковых (совместно изготовленных) зубчатых колеса 1 и 1' устанавливают в приборе так, как они находились при совместном их изготовлении. Оба колеса вводят в зацепление с зубчатыми венцами планетарного колеса 6. Неподвижное колесо 1 и нижний венец колеса 6 составляют контролируемую цепь, а подпружиненное колесо 1' и верхний венец колеса 6 составляют измерительную цепь. С помощью тормозного диска 7 и маховика 10 нагружают зубья контролируемой цепи прибора. Делительный механизм 15 настраивают на деление углового шага зубьев на определенное количество более мелких углов поворота, например, 18, 20 и т.д. и производят измерение деформации зубьев контролируемой цепи прибора поворотом рукоятки 11 в соответствии с принятым делением. После каждого поворота рукоятки 11 фиксируют величину деформации зубьев с помощью индикатора часового типа 5, а с помощью видеокамеры 17 фотографируют взаимное положение деформированных зубьев. Так как кронштейн 16 жестко связан с осью 8 водила 9 и расположен в радиальном направлении планетарного колеса 6, то видеокамера 17 своим объективом всегда нацелена на зацепляющиеся зубья, то есть видеокамера вращается вместе с водилом 9. Таким образом, за полный оборот водила 9 с помощью рукоятки 11 и делительного механизма 15, а также индикатора часового типа 5, получают кривую изменения деформации зубьев колес, а с помощью видеокамеры 17 и компьютера - соответствующую
картину взаимного расположения зубьев. Далее по картине взаимного расположения зубьев колес на график изменения деформации зубьев наносят точное положение зон однопарного и двухпарного зацепления зубьев. Следует отметить, что с помощью специальной программы, входящей в состав Windows ХР, любая Web-Camera (видеокамера) может работать как в режиме непрерывного фотографирования с частотой 24 кадра в секунду, так и в режиме одиночных снимков. Последний режим и использован в предлагаемом приборе.
Такое исполнение прибора позволило устранить определение зон однопарного и двухпарного зацепления в статических условиях с помощью защемления бумажной полоски между зубьями и обеспечить точное их расположение на графиках. Одновременно повысилось качество записи с помощью видеокамеры и компьютера, а также повысилась точность не только расположения зон, но и их протяженность, поскольку устранен субъективный фактор, присутствовавший при их ручном определении путем защемления бумажной полоски. Знание точного расположения зон однопарного и двухпарного зацепления зубьев и их протяженности позволит точнее разрабатывать мероприятия по повышению плавности вращения зубчатых колес под нагрузкой.
ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ
1. Маркин Ю.С. Влияние деформации зубьев на плавность вращения прямозубых цилиндрических колес тракторов и сельскохозяйственных машин. Диссерт. ... канд. техн. наук. - Казань: Казанск. СХИ, 1969. - 177 с.