РОЛИКОВАЯ МОДЕЛЬ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
ROLLER MODEL OF GEAR

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при исследованиях работы зубчатых передач, преимущественно низкоскоростных.
Известна роликовая модель зубчатой передачи, представляющая собой пару сопряженных под нагрузкой цилиндрических роликов, снабженных приводом. При этом поверхность одного ролика моделирует рабочую поверхность одного реального зуба, а поверхность другого ролика моделирует поверхность другого реального зуба, сопряженного с первым (см., например, Рещиков В.Ф. "Трение и износ тяжело нагруженных передач". М.: "Машиностроение", 1975, 323 с., ил., стр.31).
Недостаток данной конструкции состоит в том, что моделируемые реальные рабочие поверхности зубьев имеют вдоль своих поверхностей различные скорости взаимного скольжения (см., например, Крачельский И.В., Добычин М.Н., Кенбалов B.C. "Основы расчетов на трение и износ". М.: "Машиностроение", 1977, стр.387). Причем скорость взаимного скольжения изменяется вдоль рабочих поверхностей реальных зубьев: от низа (на полюсе зацепления, где скорости скольжения равны нулю) и увеличиваются в обе стороны от полюса зацепления.
В качестве прототипа взята конструкция роликовой модели зубчатой передачи, представляющая собой пару сопряженных под нагрузкой цилиндрических роликов, снабженных приводом. При этом поверхность одного ролика моделирует рабочую поверхность одного реального зуба, а поверхность другого ролика моделирует поверхность другого реального зуба, сопряженного с первым (см. "Машины и стенды для испытаний деталей". / Под ред. Д.Н.Решетова. - М.: Машиностроение, 1979, 343 с., ил., стр.44).
Недостаток данной конструкции состоит в том, что профиль моделирующих роликов - цилиндрический, при этом скольжение по всей их поверхности одинаково, что искажает моделирование реальных рабочих поверхностей зубьев, снижает достоверность испытаний. И для получения реальной картины взаимодействия реальных зубьев необходимо использовать несколько пар роликов в различных режимах трения, что увеличивает время испытаний и уменьшает производительность испытаний.
Изобретением решается задача повышения достоверности роликовой модели и снижения времени исследований.
Для этого в конструкции роликовой модели зубчатой передачи, преимущественно низкоскоростной, содержащей пару сопряженных под нагрузкой роликов, установленных на валах, снабженных приводами, согласно изобретению один ролик выполнен с цилиндрическим профилем и установлен на валу, расположенном в подвижной каретке, к которой приложена сопрягающая нагрузка, а другой - с эллипсообразным профилем, причем ролик с эллипсообразным профилем выполнен с возможностью моделирования за один полный оборот дважды работы рабочего профиля рабочей поверхности реального колеса.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображены: цилиндрический ролик 1 и эллипсообразный ролик 2, ролик 1 установлен на валу 3, расположенном в подвижной каретке 4, перемещающейся в направляющих корпуса 5 машины трения. К каретке 4 приложена нагрузка Р, прижимающая ролики 1 и 2 друг к другу.
Работает данная модель следующим образом.
Ролики 1 и 2 вводятся в сопряжение друг с другом под действием силы Р и приводятся во взаимное вращение от привода (не показано) со скоростями вращения соответственно №1 и №2. Эллипсообразный профиль ролика 2 моделирует изменение взаимного скольжения реальных зубьев в зацеплении за счет эксцентриситета е эллипсообразного ролика 2. Эксцентриситет е имеет место с двух сторон ролика 2. Точки А и С ролика 2 соответствуют полюсу зацепления реального зуба, у которого скорость скольжения равна нулю, а точки В и D - точки профиля рабочей поверхности реального зуба, в которых скольжение максимально.
То есть профиль ролика 2 моделирует за один полный оборот дважды работу рабочего профиля рабочей поверхности реального зуба. В точках В и С контактирования роликов 1 и 2 ролик 1 занимает положение I, а в точках контактирования В и D - положение II, перемещаясь на величину эксцентриситета е. Твердость ролика 1 берется выше, чем ролика 2. Величина эксцентриситета е рассчитывается индивидуально для каждого случая моделирования реальных рабочих передач. Моделирование зубчатых передач с нужными скоростями вращения позволяет нивелировать возникающее биение ролика 1 при его вращении и перемещения вследствие наличия эксцентриситета е ролика 2.
По сравнению с прототипом данная роликовая модель позволяет повысить достоверность испытаний, снизить потребное количество пар испытуемых роликов и время испытаний.