ПРИБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ЗАЦЕПЛЕНИЯ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

Полезная модель относится к измерительным устройствам и предназначена для использования в зубоизмерительных лабораториях заводов по изготовлению зубчатых передач и исследовательских лабораториях НИИ.
Известно устройство для исследования процесса зацепления зубчатых колес (а. с.№1163143, МКИ G01B 21/20, опубл. 23.06.85. Бюл. №23, реализованное в металле и описанное в кн.: Маркин Ю.С.Исследование механизмов с учетом упругости звеньев. - Казань: Таткнигоиздат, 1981, рис.1, стр.5 - прототип), имеющее корпус, электродвигатель, кинематически связанный с водилом, на котором свободно установлено промежуточное колесо с кольцевой проточкой, зацепляющееся с соосно установленными эталонным и контролируемым зубчатыми колесами, и механизм регистрации изменения относительного положения эталонного и контролируемого колес, при этом контролируемое зубчатое колесо жестко связано с корпусом, эталонное зубчатое колесо установлено в корпусе свободно и кинематически связано с механизмом регистрации изменения относительного положения эталонного и контролируемого зубчатых колес, причем водило выполнено в виде диска с кольцевой фрикционной поверхностью, с которой взаимодействует тормозной элемент, жестко связанный с промежуточным колесом и снабженный механизмом его перемещения в осевом направлении.
Основной недостаток известного устройства заключается в том, что оно не имеет компенсатора погрешностей изготовления деталей прибора, т.е. оси тормозного диска, опорной плоскости самого тормозного диска и опорной плоскости механизма перемещения, поскольку при нагружении зубчатой передачи происходит заклинивание тормозного диска между диском водила и механизмом его перемещения в осевом направлении.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы предотвратить заклинивание тормозного диска при нагружении исследуемой зубчатой передачи.
Технический результат достигается тем, что прибор для исследования процесса зацепления зубчатых колес, имеющий корпус, электродвигатель, кинематически связанный с водилом, на котором свободно установлено промежуточное колесо с кольцевой проточкой, зацепляющееся с соосно установленными эталонным и контролируемым зубчатыми колесами, и механизм регистрации изменения относительного положения эталонного и контролируемого колес, при этом контролируемое зубчатое колесо жестко связано с корпусом, эталонное зубчатое колесо установлено в корпусе свободно и кинематически связано с механизмом регистрации изменения относительного положения эталонного и контролируемого зубчатых колес, причем водило выполнено в виде диска с кольцевой фрикционной поверхностью, с которой взаимодействует тормозной элемент, жестко связанный с промежуточным колесом и снабженный механизмом его перемещения в осевом направлении, на резьбовую часть оси водила, на которой расположен тормозной диск, надета выпуклая сферическая шайба, плоская поверхность которой жестко связана с основанием тормозного диска, а ее выпуклая сферическая поверхность контактирует с вогнутой сферической поверхностью другой шайбы, плоская поверхность которой упирается в механизм перемещения диска в осевом направлении, при этом высота выпуклой шайбы должна быть больше хода механизма перемещения диска в осевом направлении.
Такое исполнение компенсатора при нагружении зубчатой передачи позволило располагать плоскость фрикционной поверхности водила и поверхности механизма перемещения диска в осевом направлении, упирающейся в плоскую поверхность вогнутой шайбы, при любом их положении путем соответствующего расположения сферических поверхностей шайб, плавно и равномерно нагружать фрикционные поверхности тормоза и предотвращать их заклинивание.
На фиг. представлена схема прибора.
Прибор для исследования процесса зацепления зубчатых колес (фиг.) имеет корпус 1, электродвигатель 2, кинематически связанный с водилом 3, на оси 4 которого свободно установлено промежуточное колесо 5 с кольцевой проточкой, зацепляющееся с соосно установленными эталонным 6 и контролируемым 7 зубчатыми колесами, механизм 8 регистрации изменения относительного положения эталонного и контролируемого колес, при этом контролируемое зубчатое колесо 7 жестко связано с корпусом 1, эталонное зубчатое колесо 6 установлено на валу 9 в корпусе свободно и кинематически связано с механизмом 8 регистрации изменения относительного положения эталонного и контролируемого зубчатых колес, причем водило 3 выполнено в виде диска 10 с кольцевой фрикционной поверхностью, с которой взаимодействует тормозной элемент 11, жестко связанный с промежуточным колесом 5 и снабженный механизмом 12 его перемещения в осевом направлении, на резьбовую часть оси 4 водила, на которой расположен тормозной диск 11, надета выпуклая сферическая шайба 13, плоская поверхность которой жестко связана с основанием тормозного диска, а ее выпуклая сферическая поверхность контактирует с вогнутой сферической поверхностью другой шайбы 14, плоская часть которой упирается в механизм перемещения диска в осевом направлении, при этом высота выпуклой шайбы должна быть больше хода механизма перемещения диска в осевом направлении.
Прибор работает следующим образом.
Сущность измерения неравномерности вращения передач заключается в том, что два абсолютно одинаковых (совместно изготовленных) зубчатых колеса 6 и 7 (см. фиг.) устанавливаются в приборе так, как они находились при совместном их изготовлении. Оба колеса вводятся в зацепление с колесом 5. Неподвижное колесо 7 и нижний венец колеса 5 составляет контролируемую цепь, а подпружиненное через рычаг 8 колесо 6 и верхний венец колеса 5 составляют измерительную цепь.
Если бы зубчатые колеса представляли собой абсолютно твердые тела, то при любых ошибках в шаге и профилях зубьев рычаг 8 должен оставаться неподвижным, так как колеса 6 и 7 абсолютно одинаковы. Абсолютно одинаковы и зубчатые венцы колеса 5. При этом предполагается, что колеса 6 и 7 соосны. Но зубья колес 5 и 7 контролируемой цепи под нагрузкой деформируются, следовательно, неизбежно смещение их относительно своих теоретических положений. Это смещение передается на рычаг 8 механизма регистрации относительных перемещений колес.
Нагружение зубчатой передачи осуществляет тормоз, состоящий из диска 10 с кольцевой фрикционной поверхностью, тормозного элемента 11 с фрикционными накладками и механизмом 12 его перемещения. Совершенно очевидно, что при изготовлении деталей прибора и их монтаже появляются погрешности и, как правило, фрикционная плоскость диска 10 и упорная плоскость механизма перемещения 12 оказываются направленными под некоторым углом друг к другу. Перекос этих плоскостей приводит к их заклиниванию, поскольку образуется односторонний силовой поток под действием механизма перемещения. Чтобы этого не происходило, нами предложен компенсатор, состоящий из двух шайб: выпуклой сферической 13, жестко связанной с промежуточным колесом и ступицей тормозного элемента, и вогнутой сферической - 14. При этом силовой поток, создаваемый механизмом перемещения, равномерно распределяется между сферическими поверхностями шайб, который равномерно передается на тормозной элемент 11, и тормоз плавно и равномерно нагружает зубчатую передачу. В этом случае заклинивания не происходит. При этом высота выпуклой шайбы должна быть больше хода механизма перемещения диска в осевом направлении, чтобы полностью не затягивать тормоз.
Этот эффект нами проверен экспериментально. Следовательно, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.