Устройство для исследования характеристик зацепления цилиндрических зубчатых передач

Сфез СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 11877322 М ЙВЮРСИОМУ СВНДВЛСГВ) Заявлено 26,0280 (21) 2886343/25-2 с присоединением заявим йф(23) Приоритет 01 В 7/28/ 01 М 13/02 осударетвеииый комит ьМ 40 ам изобретеиий открытий Опубликовано Зц 10,81, Ьюлл Дата опубликования описания(71) Заявите РАКТЕРИСТИКТЫХ ПЕРЕДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ ДРИЧЕСКИХ ЗУ 54) УСТРОЙСТВО ЗАЦЕПЛЕНИЯ кон кол рой Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для исследования характеристик зацепления зубчатых передач.Известно устройство для моделирования работы и исследования характеристик зацепления прямоэубых цилиндрических передач, содержащее два зубчатых колеса, одно из которых изготовлено цельным двухвенцовым с полным числом зубьев полной высоты, а дру. гое - сборным, состоящим из двух: электрически изолированных друг от друга зубчатых венцов с удвоенным шагом зубьев полной высоты на каждом, 1 венцы установлены относительно друг друга со сдвигом на величину углового шага зубьев и ширина каждого иэ них равна ширине венцов колес моделируемой передачи, источник питания, 29 две цепи, параллельно подключенные ко входу источника питания, каждая иэ. которых содержит последовательно соединенные два резистора и преобразователь тока, составленный из зубьев 25 одного из венцов сборного колеса и зубьев венца цельного колеса, н регистратор 11.Недостаток известного устройства - невысокая точность измерения на правления зубьев и перекоса осей вращения колес, обусловленная тем, что по кривым фаз зацепления зубьев,получаемых с помощью этого устройства, можно только констатировать без количественной оценки наличие нли отсутствие перекоса осей вращения колес или погрешностей в направлении зубьев При перекосе осей вращения колес или наличии погрешностей в направлении зубьев, участки, характеризующие продолжительность зацепления сопоставляемых пар зубьев на одной кривой оказываются больше, чем на другойПри анализе ведется сопоставление участков кривых, характеризующих продолжительность работы разных пар сопрягаемых зубьев, причем со сдвигом по времени зацепления.Отмеченный недостаток обусловлен структивным исполнением сборного еса электромеханической части устства. Именно этой частью в первую очередь предопределяются функциональные воэможности устройства рассматриваемого типа.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования характеристик зацепления прямозубых цилиндрических передач, содержащеедва трехвенцовых зубчатых колеса, одноиз которых выполнено цельным с полным числом зубьев на каждом венце,а другое - сборным из электрическиизолированных друг от друга зубчатыхвенцов, иэ которых на двух боковыхвенцах зубья выполнены полной высоты,но срезаны через один, источник питания, три цепи, параллельно подключенные к его входу, каждая из которыхсодержит последовательно соединенныедва резистора и преобразователь тока, составленный нз зубьев соответствующих зацепляемых венцов, колес,измерительный узел и регистратор Г 2.Недостаток известного устройства - по кривым фаз зацепления зубьев, 5записываемых при данном конструктивном исполнении экспериментальных колес устройства, нельзя производитьколичественную оценку действительного перекоса осей вращения колес илипогрешностей направления зубьев,таккак в этом случае при анализе укаэанных кривых ведется сопоставлениеучастков, характеризующих продолжительность работы разных пар сопрягаемых зубьев, сдвинутых по времениэацепления,Цель изобретения - повышение точности измерения направления зубьеви перекоса осей вращения колес.Указанная цель достигается тем,30что средний венец сборного колесавыполнен с удвоенным шагом зубьев,ступица которого симметрично расположена относительно его средней плоскости, а два боковых венца этого колеса установлены на его ступице исдвинутые по отношению к нему на величину углового шага зубьев, а каждый иэ боковых венцов выполнен с шириной, равной половине ширины сред" 40них венцов, измерительный узел выполнен двухканальным, один из каналовсодержит многокаскадный усилитель,на вход которого подключен резисторс преобразователем тока, составлен- ф 5нью нз зубьев средних венцов сборно.го и цельного колес, другой канал -сумматор и два формирователя, двухполярный нормально открытый ключ,ждущий мультивибратор, инвертор, два 5 ркомпаратора, два нормально закрытыхключа, генератор счетных импульсов,дешифратор, счетчик, входы сумматораи одного из формирователей включеныпараллельно и на каждый вход подключено соответственно по резистору спреобразователями тока, составленными из зубьев боковых венцов сборногои цельного колес, выход сумматора.связан с входом двухполярного нормально закрытого ключа, выход форми" 60рователя - с входом ждущего мультивибратора, выход двухполярного нормально закрытого ключа связан с вхоцами инвертора и компаратора, выходинвертора - с входом компаратора, 65 входы и выходы компараторов соединеныс входами и выходами двух нормальнозакрытых ключей, выходы нормальнозакрытых ключей соединены с входомвторого формирователя и с регистратором, выход генератора счетных импульсов подключен к входу второгоформирователя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов,выход счетчика импульсов связан свходом дешифратора, а выход дешифратора - с входами регистратора,На фиг, 1 изображена прямозубаяцилиндрическая передача; на фиг.2блок-схема. измерительного узла; нафиг. 3 - кривые фаз зацеплениязубьев боковых венцов сборного ицельного колес; на фиг. 4 - формысигналов на основных участках электрической части устройства.Цилиндрическая передача содержитдва трехвенцовых зубчатых колеса 1и 2. Колесо 1 выполнено цельным. Венцы 3-5 колеса 1 изготовлены с полнымчислом зубьев полной высоты. Колесо2 изготовлено сборным иэ электрическиизолированных друг от друга зубчатыхвенцов 6-8. На боковых венцах 6 и 8зубья выполнены полной высоты, носрезаны через один. Средний венец 7изготовлен со ступицей 9,симметричнорасположенной относительно его средней плоскости. Боковые венцы 6 и 8установлены на ступице 9 и сдвинутыпо отношению к среднему венцу 7 навеличину углового шага зубьев. Каждый из боковых венцов обоих колес выполнен с шириной, равной половине ширины средних венцов 4 и 7.Венцы колес как токопроводящиеэлементы включены в три цепи 10-12,параллельно включенные к входу источника 13 питания, каждая из которыхсоответственно содержит последовательно соединенные два резистора 14и 15, 16 и 17, 18 и 19 и преобразователь тока, составленный из зубьевсоответствующих зацепляемых венцов,3 и 6, 4 и 7, 5 и 8 колес.Измерительный узел 20 выполнендвухканальным. Один иэ каналов содержит многокаскадный усилитель 21, навход которого подключен резистор 16с преобразователем тока, составленнымиз зубьев средних венцов 4 и 7, цельного и сборного колес 1 и 2, Выходусилителя 21 этого канала подключенк регистратору 22. Второй канал изме-.рительного узла 20 содержит сумматор23 и два. формирователя 24 и 25,двух"полярный нормально закрытый ключ 26,ждущий мультивибратор 27, инвертор28, два компаратора 29 и 30, два нормалько закрытых ключа 31 и 32, генератор ЗЗ счетных импульсов, счетчик34, дешифратор 35.Входы сумматора 23 и формирователя 24 включены параллельно. На входсумматора 23 подключены резистор 14с преобразователем тока, составленнымиэ зубьев боковых венцов 3 и 6 цельного и сборного колес 1 и 2. Выходсумматора 23 связан с входом двухполярного нормально закрытого ключа 26.На вход формирователя 24 подключенрезистор 18 с преобразователем тока,составленным иэ зубьев боковых вен"цов 5 и 8, цельного и сборного колес1 и 2. Выход формирователя 24 связанс входом ждущего мультивибратора 27.Выход двухполярного нормально закрытого ключа 26 связан с входами инвертора 28 и компаратора 29, выходинвертора 28 - с входом компаратора30, Входы и выходы компараторов 29и 30 соединены с входами и выходамидвух нормально закрытых ключей31 и 32. Выходы нормально закрытых ключей 31 и 32 соединены с входом второго формирователя 25 и с регистратором 22. Выход генератора33 счетных импульсов подключен квходу второго формирователя 25,выходкоторого соединен с входом счетчика34 импульсов, выход счетчика 34 импульсов связан с входом дешифратора35, а выход дешифратора 35 с входамирегистратора 22.Устройство позволяет измерять погрешности в направлении зубьев иперекос осей вращения колес при рабочих нагрузках и скоростях.В случае проведения измерений при малыхскоростях и минимальных нагрузках(статический контроль) электромеханическая часть устройства должнабыть выполнена в виде зацепленияцельного одновенцового измеряемогоколеса со сборным трехвенцовым измерительным колесом с суммарной шириной венцов, равной ширине венцаизмеряемого колеса и с шириной боковых венцов, равной одной трети ширины среднего венца. Электрическаячасть устройства для данного варианта исполнения электромеханическойчасти остается без изменений.Устройство работает следующим образом.Колеса испытуемой передачи устанавливают на шпиндели стенда для динамических испытаний или на шпинде- .ли прибора комплексного контролязубчатых колес. Венцы зубчатых колесс помощью проводов через токосъемныеустройства подключают к измерительному узлу. Включают измерительныйузел и привод. Устанавливают заданный режим работы испытуемой передачи и производят регистрацию характеристик зацепления,При обкатке колес в результатепериодического пересопряжения зубьевобразуются три преобразователя токасоответственно иэ зубьев сопряженныхвенцов 3 и 6, 4 и 7, 5 и 8.Сигнал с резистора 16 цепи 11 подается на вход одного иэ каналов иэ мерительного узла 20 - на многокас" кадный усилитель 21. Усиленный сигнал подается на один иэ входов ре-.гистратора 22 для регистрации продолжительности контакта зубьев среднего 5 0 15 20 25 35 40 45 50 55 ЗО еО 65 венца 7 сборного колеса.2 с зубьямивенца цельного колеса 1Сигналы 36 и 37 с резисторов 14и 18 соответственно цепей 10 и 12подаются на входы сумматора 23 и формирователь 24 фиг. 4). На выходесумматора 23 имеем сигнал 38, представляющий разность напряжений О -0Сигнал имеет плюсовую и минусовуючасти. В зависимости от относительного расположения сигналов 36 и 37,поступающих с преобразователей тока,Форма сигнала 38 после сумматора 23может меняться в плане порядка следования плюсовой и минусовой части.Разностный сигнал 38 с сумматора 23 подается на двухполярный нормально открытый ключ 26. На этот жеблок поступает бланкирующий сигнал39 с выхода ждущего мультивибратора27, подключенного к выходу формирователя 24,Формирователь 24 по сигналам 36и 37 вырабатывает сигнал для запуска ждущего мультивибратора 27. Последний и вырабатывает бланкирующийсигнал 39, передний фронт которого,соответствует положению заднего фронта первого импульса выданного сигнала 38 сумматора 23.Ждущий мультивибратор 27 вырабатывает бланкирующий импульс 39 с длительностью сс+Таким образом, на двухполярныйключ 26 подается сигнал 38 с сумматора 23 и бланкируюпий сигнал 39 с ждущего мультивибратора 27. В результате этого через двухполярный ключ 26проходит только первая часть сигнала38 с сумматора 23. Если сигнал положительный, то он сразу подается накомаратор 29 и на нормально закрытыйключ 31, если - отрицательный, тосначала - на инвертор 28, а затем накомпаратор 30 и на нормально закрытыйключ 32. На компараторы 29 и 30 подаются также импульсы с дифференцирующей цепочки ждущего мультивибратора27. Подача этих импульсов позволяетвозвратить компараторы 29 и 30 в исходные позиции. Компараторы вырабаты"вают импульсы 40,по которым определяется признак знака.Сигнал 41 с генератора 33 стандартных сигналов и с нормально закрытых ключей 31 и 32 подаются на блок25 совпадения, осуществляющий заполнение площади сигналов 42 высокочастотными импульсами. Далее сигнал 43поступает на счетчик 34 импульсов идешифратор 35, затем на регистратор 22.Предлагаемое устройство позволяетосуществить одновременную регистра 877322цию продолжительности контакта каждого зуба цельного колеса с зУбьями двух боковых венцов сборного трехвенцового колеса и по разности продолжительности контакта зубьев определить величину действительной погрешности в направлении зубьев или при перекосе,осей вращения колес при заданном динамическом режиме работы передачи, поскольку длина рабочих участков линий зацепления в зонах сопряжения зубьев изменяется с изменением указанных факторов. Кроме того,предла" гаемое устройство позволяет регистрировать продолжительность контакта зубьев среднего венца трехвенцового сборного колеса с зубьями венца цель ного колеса 1. Совместный анализ этой кривой с вышеуказанными кривыми позволяет определить величину действительного коэффициента перекрытия зубьев. 20Определение величины погрешностей направления зубьев или перекоса осей вращения колес при задаваемых динамических режимах работы испытуемой передачи позволяет вести анализ 25 влияния этих факторов на динамику раьоты передачи и на ее динамические характеристики зацепления, что, в свою очередь, открывает возможность изыскания путей модификации 30 рабочих передач с целью устранения отрицательного влияния вышеуказанных Факторов на работу передач. Применение предлагаемого устройства в приборах и стендах комплексного контро ля зубчатых колес позволяет значительно расширить их функциональные воэможности.40Формула изобретенияУстройство для исследования характеристик зацепления цилиндрических зубчатых передач, содержащее два трехвенцовых зубчатых колеса, одно 45 из которых выполнено цельным с полным числом зубьев полной высоты, а другое - сборным иэ электрически изолированных друг от друга зубчатых венцов, иэ которых на двух боковых 50 венцах - зубья выполнены полной высоты, но срезаны через один, источник питания, три цепи, параллельно включенные к его входу, каждая из которых содержит последовательно сое диненные два резистора и преобразователь тока, составленный иэ зубьев соответствующих зацепляемых венцов колес, измерительный узел и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения направления зубьев и перекоса осей вращения колес, средний венец сборного колеса выполнен с удвоенным шагом зубьев, ступица которого симметрично расположена относительно его средней плоскости, а два боковых венца этого колеса установлены на его ступице и сдвинуты по отношению к нему на величииу углового шага зубьев, а каждый иэ боковых. венцов выполнен с шириной, равной половине ширины средних венцов, измерительный узел выполнен двухканальным, один из каналов содержит многокаскадный усилитель, на вход которого подключен резистор с преобразователем тока, составленным иэ зубьев средних венцов сборного и цельного колес, другой канал - сумматор и два формирователя, двухполярный нормально открытый ключ, ждущий мультивибратор, инвертор,два компаратора, два нормально закрытых ключа, генератор счетных импульсов, дешифратор, счетчик, входы сумматора и одного иэ формирователей включены параллельно и на каждый вход подключено соответственно по резистору с преобразователями тока, составленными из зубьев боковых венцов сборного и цельного колес, выход сумматора связан с входом двухполярного нормально закрытого ключа, выход Фор" мирователя - с входом ждущего мультивибратора, выход двухполярного нор" мально закрытого ключа связан с входами инвертора и компаратора, выход инвертора - с входом компаратора,входы и выходы компараторов соединены с входами и выходами двух нормально закрытых ключей, выходы нормально закрытых ключей соединены с входом . второго формирователя и с регистратором, выход генератора счетных импульсов подключен к входу второго Формирователя, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выход счетчика импульсов связан с входом дешифратора, а выход дешифратора с входами регистратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЭ 182895, кл. С 01 В 5/20, 1965,2. Авторское свидетельство СССР9 300800, кл. 6 01 М 13/02, 1969877322 оставитель Л.Кенигехред А.Бабинец Корректор А. Грицен актор С.крупенина 4 5 илиал ППП фПатентф,.г. Удгород, ул. Проектная, 4 каз 9597/63 Тираа 645 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, 3-35, РаПодписноемитета СССРткрытийокая наб д. /