Роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач

) Заявител ковский ордена Трудового Красного 3 станкоинструментальный институт.(54) РОЛИКОВАЯ МАШИНА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯИ ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЖЕННОГО КОНТАКТАЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПРЯМОЗУБЫХ ЭВОЛЬВЕНТНЫХПЕРЕДАЧ Изобрете ни.о, а име и может бь вания и ис та эубчать 35 ние относится к машиностроено - к испытательной технике, ь использовано для моделиродования нагруженного контакередач,5 Известна роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач, содеркашая станину, привод, неподвижную бабку с встро енным в нее кулачково-зубчатым планетарным механизмом, кулачок которого ус. тановлен на оси сателлитов, а взаимодействующий с кулачком рычаг установлен на соосном с водилом валу, подвижную бабку, шпиндель которой кинематически связан цилиндрической зубчатой передачей с водилом кулачковоубчатого планетарного механизма неподвижнойг бабки, моделирующие элементы, выполненные в виде пары цилиндрических роликов, один из которых установлен на водиле кулачково-зубчатого планетарного механизма неподвижной бабки, а другойна шпинделе подвижной бабки, и нвгружающее устройство 111.Однако известная машина не позволяет моделировать и исследовать нагружен. ный.контакт прямоэубых цилиндрических эвольвентных передач с дробным значением коэффициента перекрытия, и, сле, довательно, изучать влияние периодического скачкообразного перераспределения нагрузок на состояние контактирующих поверхностей и масляной пленки между ними. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямоэубых эвольвентных передач, содержащая привод, станину, расположенные на ней в одной плоскости бабки, одна иэ которых закреплена неподвижно, а другая установлена с воэможностью перемещения в указанной плос0 15 20 25 30 З 5 матическая связь между водилами осуществляется сменными зубчатыми колесами, а привод связан передачей, с гибкими звеньями с одним из водил 21.Недостатками этой машины являются неполная идентичность бабок по конструктивным и динамическим параметрам, что снижает точность и стабильность моделирования и исследования процесса пересопряжения зубьев колес передачи, а также сложность и трудоемкость ее обслуживания при переналадке на моделирование процесса работы каждойновой зубчатой пе редачи.Цель изобретения - повышение точности и стабильности моделирования и исследования процесса пересопряжения зубь. ев колес передачи.Указанная цель достигается тем, что в роликовой машине для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач, содержащей привод, станину, расположенные на ней в одной плоскости бабки, одна из которых закреплена неподвижно, а другая установлена с воэможностью перемещения в указанной плоскости, идентичные кулачково-зубчатые планетарные механизмы, каждый из которых размещен в одной из бабок, полые валы, каждым из которых охвачено водило кулачково зубчатого пленатерного механизма, пары соосных моделирующих роликов которые в каждой паре установлены на соответствующих водиле и полом валу с угловым сдвигом относительно друг друга на величину шага зуб ев колес моделируемой передачи, нагружа тель, взаимодействующий с подвижной бабкой, кинематическую связь между водилами и электроиэмерительную систему, кинематическая связь представляет собой два связанных между собой зубчатой передачей с передаточным отношением, равным единице, дополнительных вала, один 50е55 3 , 970 кости, идентичные кулачково-зубчатые планетарные механизмы, каждый из которых размещен в одной иэ бабок, полые валы, каждым из которых охвачено водило кулачково-зубчатого планетарного механизма, пары соосных моделирующих роликов, которые в каждой паре установлены на соответствующих водиле и полом валу с угловым сдвигом относительно друг друга на величину шага зубьев ко лес моделируемой передачи, нагружатель, взаимодействующий с подвижной бабкой, кинематическую связь между водилами и электроизмерительную систему. Кинеиэ которых соединен с приводом, и двух передач с гибкими звеньями с одинаковыми передаточными отношениями, каждая из которых связана с водилом иодним иэ дополнительных валов, а роликовая машина снабжена маховиками, каждый иэ которых закреплен на соотватствуюшем водиле.На фиг. 1 изображена блок- схема роликовой машины: на фиг. 2 - кинематическая схема привода водил кулачковозубчатых планетарных механизмов бабок от дополнительных валов; на фиг. 3- конструкция моделирующих роликов.Роликовая мавина содержит привод 1, станину 2, неподвижную 3 и подвижную 4 в вертикальной плоскости бабки,.нагружатель 5, взаимодействующий с последней, кулачково.юубчатые планетарные механизмы бабок 3 и 4, каждый из которых состоит соответственно из водила 6(7 ), сателлита 8(9), центрального зубчатого колеса 10(11), располагающегося на одной оси с сателлитом 8(9) кулачка 12 (13) и установленного на полом валу 14 (15) рычага 16(17), Кинематическая связь водил 6 и 7 состоит из связанных цилиндрической зубчатой передачей 18 основного 19 и вспомогательного 20 дополнительных валов, которые в свою очередь передачами 21 и 22 с гибкими звеньями, например цепными, соединены с водиламиби 7,Моделирующие ролики 23 и 24 установлены на водилах 6 и 7 с угловым сдвигом относительно роликов 25 и 26, установленных на полых валах 14 и 15 и на изолирующих втулках 27 и 28, равным по величине шагу зубьев колес моделируемой передачи, Кроме того, машина содержит токосъемные устройства 29и 30, маховики 31 и 32 с. одинаковыммоментом инерции, электроизмерительнуюсистему,33 для измерения и регистрациитолщины масляной пленки, продолжительности контакта, коэффициента перекрытия и относительных перемещений рабо-. чих участков моделирующих роликов 23-26.Моделирующие ролики 23-26 имеют одинаковые диаметры с прерывистыми контактными дорожками. Ширина контактной дорожки на каждом ролике равна ширине зубчатого венца колеса моделируемой передачи. Длина рабочего участка контактной дорожки на каждом. ролике равна длине рабочей части эвольвенты профиля зуба, а шаг - удвоенному нормальному шагу зубьев моделируемых ко59701лес, умноженному на тангенс угла зацепления, Ролики 23, 26 и 24, 25 образуют два электрических контура, подключенных к электроизмерительной системе 33,к которой подключены также два фото-преобразователя 34 и 35 угловых перемешений на поляроидах для измеренийотносительных перемещений моделирующих роликов 23-26.Передаточные отношения цепных передач 21 и 22 одинаковы, а передаточноеотношение цилиндрической зубчатой передачи 18 равно единице. Ведомые звездочки 36 и 37 цепных передач 21 и 22установлены на противоположных от моде лируюших пар цилиндрических роликов 23,25 и 24, 26 концах водил 6 и 7 кулачково зубчатых планетарных механизмовбабок 3 и 4. Ведущая звездочка 38 установлена на основном дополнительном ва 2лу 19, а ведущая звездочка 39 - навспомогательном дополнительном валу20. Введение вспомогательного дополнительного вала 20 обеспечивает противо-,положное направление вращения относительно друг друга пар моделирующих цииндрических роликов 23, 25 и 24, 26.епные передачи 21 и 22 снабжены натяжными устройствами 40 и 41 соответственно. Движение от привода 1 передается на вспомогательный дополнительныйвал 20 через муфту 42.Роликовая машина работает следующимобразом,На водила 6 и 7 и соосные с нимиполые валы 14 и 15 кулачково-аубчатыхпланетарных механизмов соответственнонеподвижной 3 и подвижной 4 бабок роликовой машины устанавливают две пары цилиндрических моделиру:оших роликов23, 25 и 24, 26, Ролики каждой парыустанавливают на соответствующих валахсо сдвигом относительно друг друга навеличину шага зубьев колес моделирующей передачи. Ролики 25 и 26 устанавливают на валах 14 и 15 на изолирующих втулках.27 и 28 и подключают кодному из входов электроиэмерительнойсистемы 33 машины. Вводят моделирующие ролики в контакт. Устанавливаюттребуемое натяжение цепи передачи 22с помощью натяжного устройства 41,Включают привод 1 и электроизмерительную систему 33 машины. Устанавливают требуемую нагрузку и частотуИвращения моделирующих роликов 23, 26и 24, 25,Движение от привода 1 передаетсяна вспомогательный дополнительный вал 71 620 через муфту 42,Далее движение передается через цилиндрическую зубчатую передачу 18 на основной дополнительный вал 19 и через цепную передачу 21 на водило 6 кулачково-зубчатого планетарного механизма неподвижной бабки ЗС основного дополнительного вала 19 движение передается через цепную передачу 22 на водило 7 кулачково-зубчатого планетарного.механизма подвижной бабки 4. При вращении водил 6 и 7 сателлиты 8 и 9 обкатываются по неподвижным централь ным зубчатым колесам 10 и 11, вместе с которыми вращаются кулачки 12 и 13, воздействующие на рычаги 16 и 17, а следовательно, и на валы 14 и 15 с установленными на них роликами 25 и 26, вращающимися с переменной скоростью, закон изменения которой задается профилями кулачков 12 и 13 и аналогичен относительному перемещению сопряженных зубьев колес моделируемой передачи. Угол качания рычагов 16 и 17 равен угловому шагу рабочих участков контактной дорожки ролика, а число качаний за один оборот моделирующего ролика равно числу рабочих участков на его контактной дорожке.Относительные угловые перемещения роликов каждой соосной пары роликов 23, 25 и 24, 26 измеряются с помощью электроизмерительной системы 33 с фотопреобраэователями 34 и 35 на поляроидах. Одновременно регистрируются относительные перемещения роликов 23, 25 и 24, 26. Каждая пара сопряженных роликов 23 26 и 24, 25, моделирует передачу с коэффициентом перекрытия зубьев меньше единиы, а обе пары вместе - передачу с коэффициентом перекрытия больше единицы.С помощью регистрирующего устройства, подключаемого к выходу электро- измерительной системы 33, воспроизводят две кривые, характеризующие продолжительность контакта рабочих участков роликов, толщину масляных пленок в зонах контакта и величину коэффициента перекрытия рабочих участков контактных дорожек. Изменяя относительное расположение сопрягаемых роликов, можно с помощью двух пар роликов моделировать процесс обкатки передач не только с заданным значением коэффициента перекрытия, но и с любым другим промежуточным, лежащим в диапазоне отединицы до заданного дробного значения, 970171Такая конструкция роликовой машины позволяет обеспечить полную идентичность подвижной и неподвижной бабок по конструктивным и динамическим параметрам , а также упростить наладку и об-служивание машины при переходе на моделирование процесса работы каждой новой зубчатой передачи и тем самым повысить точность и стабильность моделирования и исследования процесса пересопряжения колес передачи. формула изобретения13Роликовая машина для моделирования и исследования нагруженного контакта цилиндрических прямозубых эвольвентных передач, содержащая привод, станину, расположенные на ней в одной плоскости 20 бабки, одна из которых закреплена неподвижно, а другая установлена с возможностью перемешения в указанной плоскости, идентичные кулачково- зубча. тые планетарные механизмы, каждый из И которых размещен в одной из бабок, по лые валы, каждым из которых охвачено 1водило кулачково-зубчатого планетарного механизма, пары соосных моделирующих роликов, которые в каждой паре установ лены на соответствующих водиле и поломвалу с угловым сдвигом относительнодруг друга на величину шага зубьев колес моделируемой передачи, нагружатель,взаимодействующий с подвижной бабкой,кинематическую связь между водиламии электроиэмерительиую систему, о т -личаюшаяся тем,что,сцелью повышения точности и стабильностимоделирования и исследования процессапересопряжения зубьев колес передачи,кинематическая связь представляет собой два связанных между собой зубчатойпередачей с передаточным отношением,равным единице, дополнительных вала,один из которых соединен с приводом, идвух передач с гибкими звеньями с одинаковыми передаточными отношениями,каждая из которых связана с водилом иодним из дополнительных валов, а роликовая машина снабжена маховиками, каждый из которых закреплен на соответствующем водиле.1Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР111047, кл. 601 М 13/02, 1855.2, Авторское свидетельство СССР534666, кл. 601 М 13/02, 1974