МОДЕЛЬ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА
MODEL OF GEAR WHEEL

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях процессов массопереноса пластичного смазочного материала при работе зубчатых передач, в частности процессов регенерации пластичного смазочного материала на рабочих поверхностях зубьев.
Известна модель зубчатого колеса в виде фрагмента зубчатого венца с зубьями (см., например, «Методика усталостных испытаний», Справочник, Школьник Л.М., М.: «Металлургия», 1978. 304 с., стр.224).
В качестве прототипа взята конструкция модели зубчатого колеса по а.с. СССР № 1714410, кл. G01М 13/02, 1988 г., включающая корпус с фрагментом зубчатого венца с зубьями, укрепленный в нем.
Недостаток данной конструкции состоит в низкой ее функциональности и сложности, например, при исследованиях процессов массопереноса пластичного смазочного материала при работе зубчатых колес, а именно при исследованиях процессов регенерации смазочных слоев на рабочих поверхностях зубьев путем возврата вытесненного с них смазочного материала при работе зубчатых колес - с торцов зубьев колеса, т.к. зубчатые колеса имеют зубья разной величины и формы, соответственно расстояния между основаниями и вершинами зубьев также имеют разные размеры. Поэтому при исследованиях разных колес приходится использовать большее количество элементов их зубчатых венцов, что нерационально.
Изобретением решается задача расширения функциональных возможностей модели и упрощение ее конструкции.
Это достигается тем, что модель зубчатого колеса содержит корпус и фрагмент зубчатого венца с зубьями, причем фрагмент зубчатого венца выполнен в виде дугообразного элемента, в котором консольно-радиально укреплена пара прямоугольных балок - имитаторов реальных зубьев. Поверхности балок, параллельные плоскости дуги дугообразного элемента, имитируют торцевые поверхности реальных зубьев, а поверхности балок, перпендикулярные плоскости дуги дугообразного элемента, имитируют рабочие поверхности реальных зубьев. Балки укреплены шарнирно, с возможностью поворота в плоскости дуги дугообразного элемента, причем одна из балок укреплена непосредственно в элементе, а другая - в ползуне, перемещающемся вдоль дуги элемента в направляющих, расположенных в этом элементе. Ползун и обе балки снабжены фиксаторами. Модель снабжена приспособлением для имитации процесса регенерации смазочного слоя пластичного материала, перенося смазочный материал с торцевых поверхностей реальных зубьев на рабочие поверхности реальных зубьев. Приспособление выполнено в виде консоли, один конец которой шарнирно укреплен на корпусе модели - в геометрическом центре дугообразного элемента, с возможностью поворота вдоль дуги элемента, а второй конец снабжен упругой пластиной, с возможностью ее контактирования при повороте консоли с поверхностями балок, имитирующих торцевую и рабочую поверхности реальных зубьев. Консоль снабжена приводом поворота.
Данная модель зубчатого колеса изображена на чертеже: на фиг.1 - вид спереди, на фиг.2 - вид сбоку.
Модель зубчатого колеса состоит из корпуса 1 с установленным в нем фрагментом зубчатого венца, выполненным в виде дугообразного элемента 2, в элементе 2 укреплена консольно-радиально пара прямоугольных балок 3 и 4 - имитаторов реальных зубьев, балка 3 укреплена посредством шарнира 5 непосредственно в элементе 2, а балка 4 - посредством шарнира 6 - в ползуне 7, перемещающемся в направляющих 8 элемента 2. Балки 3 и 4 снабжены фиксаторами 9 и 10 соответственно, а ползун 7 - фиксатором 11. На корпусе 1 в геометрическом центре элемента 2 посредством шарнира 12 укреплена консоль 13 с возможностью вращения в плоскости элемента 2, свободный конец консоли 13 выступает за свободные концы балок 3 и 4. Консоль 13 снабжена приводом поворота (не показан). Свободный конец консоли 13 снабжен упругой пластиной 14, обращенной к поверхностям (балок 3 и 4), имитирующим торцевые поверхности реальных зубьев зубчатого колеса. Длина пластины 14 от элемента 2 и до свободного конца балок 3 и 4 с некоторым превышением их длины h. А ширина пластины 14 установлена с возможностью ее контактирования с поверхностями балок (3, 4), имитирующими как торцевые поверхности реальных зубьев, так и рабочие поверхности (см. фиг.1).
Работает модель зубчатого колеса следующим образом. Консоль 13 посредством привода (не показан) отводят в крайнее положение (в данном случае - см. фиг.2 - в правое) - за крайнюю балку (в данном случае - балку 3). Посредством шарниров 5 и 6 и ползуна 7 устанавливают необходимые размеры S1 и S2, имитирующие расстояния между ножками и вершинами реальных зубьев, а также углы отклонения α балок 3 и 4 друг от друга - этим имитируется форма реальных зубьев. Эти положения фиксируют фиксаторами 9 и 10 (для балок 3 и 4) и фиксатором 11 (для ползуна 7). Пластичный смазочный материал в необходимом количестве наносят на поверхность балки 3, обращенную к консоли 13 с пластиной 14 (эта поверхность имитирует торцевую поверхность реального зуба). Затем включают привод и консоль 13 с пластиной 14 начинает перемещаться (ω) в сторону балки 4 - по часовой стрелке (см. фиг.2). Проходя над балкой 3, пластина 14 захватывает смазочный материал, нанесенный на эту балку (поз.15 - см. фиг.2), и переносит его на поверхность балки 4, имитирующую рабочую поверхность реального зуба. После прохождения пластины 14 над балкой 4 консоль 13 останавливают и производят замеры количества смазочного материала, снятого с балки 3, перенесенного на балку 4. Варьируя расстояния S1 и S2, а также угол α (см. фиг.2), имитируют различные конструкции реальных зубчатых колес и формы их зубьев. Варьируя количество наносимого на балку 3 смазочного материала и скорость перемещения консоли 13 с пластиной 14, имитируют различные режимы реальных зубчатых колес.
По сравнению с прототипом данная конструкция модели зубчатого колеса более проста и имеет более широкие функциональные возможности.