РОЛИКОВЫЙ ОБРАЗЕЦ
ROLLER SAMPLE

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при исследованиях работы реальных зубчатых колес механических передач, работающих со смазыванием.
Известен роликовый образец в виде уширенного диска со сквозным посадочным отверстием, выполненным по его центру, - см., например, «Елманов И.М. Особенности градуировки машин трения типа «Амслер»: монография / И.М. Елманов, Г.В. Даровской; Рост. гос. ун-т путей сообщения. - Ростов н/Д, 2010. - 157 с.: ил. - Библиогр.: 62 назв.», с. 24, рис. 12а. Пара взаимно сопряженных подобных роликовых образцов выполняет функцию аналога зубьев пары сопряженных зубчатых колес механической (зубчатой) передачи.
Недостаток данной конструкции роликового образца состоит в том, что взаимный контакт рабочих поверхностей дорожек качения пары сопряженных роликов - постоянен, в то время как зубчатые венцы пары сопряженных зубчатых колес сопрягаются между собой отдельными зубьями - дискретно. Поэтому и поведение смазочного материала на зубьях сопряженных реальных зубчатых колес отличается от поведения смазочного материала на рабочих поверхностях сопряженных роликовых образцов: на рабочих поверхностях образцов нанесенный на них смазочный материал подвергается непрерывному раскатыванию по этим поверхностям. И исследование реального массопереноса смазочного материала на подобных роликовых образцах, моделирующих зубья реальных зубчатых колес, весьма затруднено.
В качестве прототипа взята конструкция роликового образца по А.С. СССР №1606451, кл. G01M 13/02, опубл. 23.11.90 г., Бюл. №43. Сущность его состоит в том, что он содержит центральный диск, выполненный с рабочей поверхностью в виде чередующихся выступов и впадин, два крайних диска, профили рабочих поверхностей которых имеют вид окружности, диаметр каждой равен диаметру окружности выступов центрального диска, и размещенные между центральным и крайними дисками промежуточные диски, профили которых имеют вид окружности диаметром, равным диаметру окружности впадин центрального диска. А на боковых поверхностях промежуточных дисков, на их участках, примыкающих к границам между выступами и впадинами центрального диска, расположены перемычки, примыкающие к центральному и крайним дискам, а высота этих перемычек равна разнице между радиусами окружностей выступов и впадин центрального диска. При исследованиях работы реальных зубчатых колес со смазыванием посредством их аналогов - пары подобных роликовых образцов, отдельные выступы на центральном диске моделируют отдельные зубья реального зубчатого колеса. Впадины между зубьями и участки промежуточных дисков, ограниченные перемычками, являются смазочными резервуарами для сбора смазочного материала (в частности - пластичного), вытесняемого с выступов центрального диска, что позволяет исследовать процессы массопереноса смазочного материала на зубьях реальных зубчатых колес. Крайние диски обеспечивают при этом постоянство плавного контакта сопряженных роликовых образцов при их работе.
Недостаток прототипа состоит в том, что он позволяет моделировать работу реальных зубчатых колес только с прямыми зубьями, а для моделирования реальных зубчатых колес с косыми зубьями данный роликовый образец неприменим.
Изобретением решается задача обеспечения возможности моделирования работы реальных зубчатых колес с косыми зубьями.
Для этого роликовый образец содержит центральный диск, выполненный с рабочей поверхностью в виде чередующихся выступов и впадин, два крайних диска диаметром, равным диаметру окружности выступов центрального диска и размещенные между центральным и крайними дисками промежуточные диски, диаметры которых равны диаметрам окружностей впадин центрального диска; на боковой поверхности промежуточных дисков - на границах перехода выступов во впадины и, наоборот, на рабочей поверхности центрального диска - расположены перемычки, соединяющие собой крайние и центральный диски, а высота перемычек равна высоте превышения выступов над впадинами центрального диска. Причем выступы и впадины центрального диска и прилегающие к ним перемычки расположены под углом к оси роликового образца. А этот угол задается равным углу расположения зубьев моделируемого реального косозубого зубчатого колеса.
Сущность изобретения поясняется чертежамим, на которых изображены: роликовый образец - вид с торца (фиг. 1), то же - вид сбоку в разрезе (фиг. 2), то же - вид с торца в сечениях (фиг. 3 и 4), рабочая поверхность роликового образца - условно развернутый (фиг. 5).
1
2
3
1
2
3
а
а
а
На чертеже показаны: центральный диск 1, выступы 2, впадины 3, крайние диски 4 и 5, наружный периметр 6 дисков 4 и 5, промежуточные диски 7 и 8, рабочая поверхность 9 дисков 7 и 8, перемычки 10, посадочное отверстие 11; наружный диаметр Д дисков 4 и 5; наружный диаметр Д дисков 7 и 8, диаметр Д посадочного отверстия 11; ширина  диска 1; ширина  дисков 4 и 5; ширина  дисков 7 и 8; угол наклона α выступов 2, впадин 3 и перемычек 10; длина С окружности роликового образца.
а
a
а
1
2
1
3
2
3
Роликовый образец содержит центральный диск с шириной рабочей поверхности , которая выполнена в виде чередующихся выступов 2 и впадин 3. По торцам образца расположена пара крайних дисков 4 и 5 шириной  и наружным периметром диаметром Д. Между центральным и крайними дисками расположены промежуточные диски 7 и 8 шириной  и диаметром Д. На рабочей поверхности 9 промежуточных дисков расположены перемычки 10, высота которых равна высоте превышения выступов 2 над впадинами 3. Роликовый образец имеет посадочное отверстие 11 диаметром Д. Границы между выступами 2 и впадинами 3 расположены под углом α к торцу роликового образца; под этим же углом расположены и перемычки 8, соединяющие собой крайние и центральный диски.
При исследованиях работы реальных зубчатых колес с косыми зубьями, сопрягают между собой пару аналогичных роликовых образцов. При этом постоянный контакт между парой образцов обеспечивается постоянством контакта их крайних дисков 4 и 5. При вращении пары подобных образцов, нанесенный (или наносимый периодически) смазочный материал - на рабочие поверхности - на выступы 2 - (или одну рабочую поверхность) центральных дисков 1 под воздействием силы сопряжения между образцами (которая может быть дополнена силой взаимного проскальзывания), вытесняется с рабочих поверхностей центральных дисков - в смазочные резервуары, образованные впадинами 3 на рабочих поверхностях центральных дисков и выступами 10, а также рабочими поверхностями 9 промежуточных дисков 7 и 8, выступами 10 и внутренними торцами крайних дисков 4 и 5. По количеству вытесняемого в разные смазочные резервуары смазочного материала можно исследовать процессы массопереноса смазочного материала на зубьях реальных зубчатых колес (косозубых, т.к. на роликовых образцах выступы 2 и впадины 3 центральных дисков расположены аналогично расположению зубьев на реальных зубчатых колес - под углом α; этот угол задается аналогичным углу наклона зубьев реальных косозубых зубчатых колес).
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция роликового образца позволяет осуществлять моделирование работы реальных зубчатых колес с косыми зубьями, что обеспечивает, в данном случае, требуемую достоверность проводимых исследований.