Способ исследования деформативности элементов зубчатых колес

(56) Авторское свидетельство СССУ 362218, кл. С 01 И 13/02, 1973(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕФОРМАНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЗУБЧАТЬИ КОЛЕС(57) Изобретение относится к машинстроению, а именно к средствам и ряжения базоенца 2 При змере ИВеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ О 1446447 тодам исследования и контроля з тых колес. Цель изобретения - и шение точности измерения. Для этого установленные на диске 3 бесконтактные измерительные преобразователи 4 5 компенсируют погрешность соп диска 3 и ступицы колеса 1. На вой поверхности исследуемого в выполнены координатные метки 7 проведении исследований зона и ний.может меняться от отдельных участков ступицы до всего периметра зуб чатого венца непрерывно.ип.7Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам и методам исследования и контроля зубчатых колес.Цель изобретения - повьппение точности измерения.На чертеже изображена конструктивная схема, позволяющая реализовать способ исследования деформативности 10 элементов зубчатых колес.Конструктивная схема включает в себя зубчатое колесо 1 с исследуемыми венцами 2, которые выполнены с цилиндрической базовой поверхностью, диск 15 3, установленный на ступице колеса 1 соосно с ним и с возможностью поворота на последней, и закрепленные на диске 3 два бесконтактных индуктивных преобразователя 4 и 5, один из кото рых взаимодействует с базовой поверхностью исследуемого .венца 2, второй - с поверхностью ступицы, сопряженной с диском 3.Иежду базовой (внутренней) поверхностью исследуемого зубчатого венца 2 колеса 1 и бесконтактным индуктивным преобразователем 4, закрепленным в диске 3, образован измеряемый зазор 3,. Диск 3 установлен со сторо ны торца соосно колесу 1Преобразователь 4 зафиксирован в подвижном сухаре б, размещенном в радиальном пазу диска 3. Необходимая величина зазора д, подбирается путем перемещения сухаря 6 в радиальном пазу диска 3.Для повышения точности на базовой поверхности исследуемого зубчатого венца 2 могут быть выполнены коорди натные метки 7, выполненные, например, в виде рисок глубиной 0,2 - 0,3 мм и шириной также 0,2 - 0,3 мм. Длина рисок должна быть несколько больше размера активной части индук тивного преобразователя, что 1.арантирует формирование стабильного сигнала.Для контроля точности сопряжения диска 3 и ступицы зубчатого колеса 1 служит преобразователь 5. Иежду преобразователем 5 и базовой поверхностью ступицы образован измеряемый зазор Ь,Обработка результатов исследования деформативности венца 2, полученных с помощью преобразователя 4,производится с учетом сигналов, полученных от преобразователя 5, фиксирующем неточности ,зижения диска 3 по опорной (базовой) поверхности ступицы. Благодаря этому повьппаются точность и достоверность исследований.Сигналы преобразователей 4 и 5 выводятся посредством токосъемника на регистрирующий прибор (не показаны) и обрабатываются оператором.Для повышения чувствительности из"мерительной системы зубчатый венец 2колеса 1 может быть выполнен на измеряемом участке максимально тонким.Базовой поверхностью в данном случаеявляется поверхность зубчатого венца, находящаяся ниже впадин между зубьями (для колес внешнего зацепления). При использовании предложенного устройства бесконтактный преобразователь4 закреплен на диске 3 и соответственно направлен на эту поверхность. Нагружение передачи вызывает повороти осадку основания зацепляющихсязубьев, а следовательно, деформациюпримыкающих к ним, а также и другихучастков зубчатого венца. Вследствиеэтого изменяется величина измеряемого зазора Ь установленного между преобразователем 4 и базовой поверхностью венца 2. При исследовании характера деформаций венца 2 в условиях статического нагружения диску3 с преобразователем 4 придается вращательное движение и преобразователь 4 при этом обследует базовую поверхность венца 2 по всему его периметру.Реализуется способ следующим образом. При исследованиях в динамике диск 3, а вместе с ним и преобразователь 4, может быть зафиксирован неподвижно относительно исследуемых венцов 2.При этом зона зацепления по мере поворота колеса 1 вокруг оси перемещается по венцу 2 относительно неподвижно заФиксированного преобразователя 4. Тем самым осуществляется тот же, что и в условиях статики, обходбазовой поверхности венца 2 по всемуего периметру.Диск 3 может быть зафиксированнеподвижно относительно корпуса передачи, а преобразователь 4 ориентирован в каком-то одном заданном относительно вращающегося венца 2 положении. Налример, он может быть направлен на участок венца 2, примыкающий к зоне зацепления, Это дает возмож 1446447ность исследовать изменение характера деформаций конкретного участка венца 2, например, в процессе накопления износа зубьев,. изменения режи 5 мов и условий работы передачи и т.д.По данным замеров представляется возможным построить круговую диаграмму деформаций зубчатого венца 2 и в соответствии с ней произвести расчет геометрических его параметров, выбрать материал, отработать технологию изготовления и т.д.С помощью предлагаемого устройства представляется возможным исследовать характер деформаций и колебаний элементов зубчатых колес (зубьев, зубчатых венцов, дисков (спиц) и т.д. практически в любой зоне по окружности колесакак при статическом его 20 нагружении, так и в динамике. Например, нагрузив передачу статическим крутящим моментом, путем вращения диска 3 исследуется величина радиальной податливости венца, (преобразова 25 тель 4 в этом случае направлен на базовую поверхность венца под углом 180 от зоны зацепления), осадки нагруженного зуба (преобразователь 4 направлен на зону, примыкающую к на- З 0 груженному зубу), разворота венца 2 из плоскости вращения колеса 1 в условиях перекоса в зацеплении (преобразователь 4 направлен на базовую поверхность венца, расположенную под углом 90 О от зоны зацепления).По результатам исследования можно построить кривую деформаций венца 2 и других элементов зубчатого колеса.Выбрав в качестве базы торцовую 4 О поверхность колеса 1, можно исследовать характер деформаций и его диска (спиц)По величине прогиба зубчатого венца в зоне нагруженного зуба можно судить о состоянии и работоспособности этого зуба. Так, уменьшение толщины зуба вызывает соответствующее уменьшение его жесткости, Жесткость венца при этом остается неизменной. Следовательно, при одной и той ске на,грузке зубчатый венец по мере утоне,ния зуба вследствие накопления им из,носа деформируется в меньшей степени. Аналогичное явление наблюдается в случае возникновения усталостной трещины хотя бы в одном из зубьев исследуемого колеса. Причем изменение характера деформаций происходит в данном случае более резко, чем при постепенно накапливаемом износе зубьев. Это позволяет с высокой степенью достоверности устанавливать вид и размер повреждения зубьев и тем самым осуществлять диагностику их состояния и работоспособности.Аналогично выполняются исследования и в динамике в процессе работы зубчатой передачи. При этом диск 3 может быть закреплен неподвижно относительно исследуемого колеса 1. В таком случае зона зацепления перемещается по окружности колеса 1 и преобразователем 4 исследуются деформация всех зон зубчатого венца 2 по его окружности, а также происходящие в нем вибрационные процессы. Диску 3 может быть придано вращательное движение синхронно или асинхронно с исследуемым колесом 1, Присинхронном его движении с колесом 1может исследоваться один какой-товполне определенный участок зубчатоговенца, например, в условиях иакапливаемого зубьями колеса 1 износа. Приасинхронном движении диска 3 исследуются попеременно все участки зубчатого венца 2 колеса 1.При исследовании составных зубчатых колес, в которых зубчатый венец 2 представляет собой отдельную детальколеса 1, и необходимости замера, например, радиальных перемещений венца 2 в целом диск 3 может быть оснащен дополнительным преобразователем, установленным диаметрально противопо" ложно преобразователю 4, При этом в случае необходимости оба преобразователя могут быть соединены по дифферен циальной схеме.В качестве примера исследовалась зубчатая одноступенчатая передача со следующими основными параметрами: модуль ш 3 мм, ширина зубчатого венца Ь 30 мм, число зубьев г 45, передаточное отношение и 1 мм.В зубчатом венце исследуемого колеса передача была выполнена с учетом габаритов бесконтактного преобразователя кольцевая расточка. Толщина венца на этом участке по впадине между зубьями равнялась 1 ммЦель исследований заключалась в изучении характера деформаций зубчатого венца колеса в зоне зацепления с парным колесом передачи и в зонах,446447 расположенных от зоны зацепления подуглом 10-350 о. Составитель Б. АфонскийРедактор Л. Гратилло Техред Л,Сердюкова Корректор О. Кравцова Заказ 6737/45 Тираж 680 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфиче:кое предприятие, г, Ужгород, л. П.оек гзя,формула изоб ре тенияСпособ исследования деформатнвности элементов зубчатых колес, заключающийся в том, что устанавливают на ступице колеса диск с возможностью поворота его по последней, закрепляют на диске датчик с воэможностью взаимодействия с исследуемым элементом исиспользуют показания датчика для исследования деформативности элементов зубчатых колес, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, устанавливают второй датчик на диске на той же линии измерения, что и первый датчик, с воэможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью ступицы и используют показания второго датчика для учета влияния характера движения диска по ступице на показатель деформативности элементов зубчатого колеса,