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

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 15!23ФФ

СЬюз Советския

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 29.06.73 (21) 1938516/25-28 с присоединением заявки М— (23) П",.:!Оритст—

Опубликовано 30.04.76. Бюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 15.11.76 (51) М.Кл б 01М 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 620.178.162.2 (088.8) (72) Автор изобретеиия

К. С. Серов

Московский стаикоинструмеитальиый институт (71) Заявитель (54) РОЛИКОВАЯ МАШИНА ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

И ИССЛЕДОВАНИЯ НАГРУЖЕННОГО КОНТАКТА

ПРЯМОЗУБЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЭВОЛЪВЕН1 НЫХ ПЕРЕДАЧ

Изобретение относится к испытательной технике и предназначено для моделирования и исследования нагруженного контакта зубчатых передач.

Известны роликовые машины, моделирующие процесс обкатки зубчатых колес, содержащие станину, привод, неподвижную оабку, встроеииыс в иес планетарный и кулачковыи мсхаиизмы, кулачок, установленный 112 од!юй оси- с сателлитом планетарного механизма, рычаг, взаимодействующий с кулачком и установленный па соосном с водилом пляпетар; ого механизма валу, подвижную оабку, нагружатель и моделирующие элементы.

Недостатком известных ро IHKoBI Ix маипш

ЯВЛЯЕТСЯ TO, ITO 113 Ит!Х HC 1b3H МОДС I HPOB2ÒÜ и исследовать нагруженный контакт прямозубых цилиндрич cKIlx эвольвсцтиых передач дробным значением коэффициента иерскрытия и, следовательно, изучать влияние периодического скачкообразного перераспределения нагрузок иа состояние контактирующих поверхностей и масляной пленки между ними.

С целью моделирования и исследования нагруженного контакта прямозубых цил?!пдрических эвольвеитиых передач также и с дробным значением коэффициента перекрытия предлагаемая машина снабжена плапетариым зубчатым и кулачковым мсхя1!!1Ях!я:.1!1, встроенными в подвижную бабку, п модсл1iрующис элементы выполнены в видс двух пар соосцых ци?пшдрических роликов, каждая из которы. составлена из роликов с непрерывной и прерывистой контактными дорожками.

5 Ролики с непрерывными контактными дорожками установлены иа водилах планетарных механизмов, взаимодействующие с ними ролики с прерыгистыми контактными дорожками установлены Н3 валах, coocHblx с водилами.

1Р ШiiPиllа KoиTn! .Tио!! ДОРОЖ! и каждого РО:!ика равна ширине зубчатого венца колеса моделируемой передачи, длина рабочего участка

КО!IТЯКТНОП ДОРО?ККИ PO. IHKOÂ С ПРЕРЫВИСТО!!

KoHT3KT1i011 дОРожко!«! PBBtin длиие P360 IBÉ

15 пасти эвольвспты профиля зуба моделируемоГО ко.!сся, я также pnBE. H уд130сп1!Ому Нормальномуму шагу зубьев моделируемого колеса, ум-! ю>кспному 112 тангенс угла зацепления.

ИЯ фиг1. изооражепа схема роликовой машины; па фиг. 2 — моделирующие элементы в рабочем положении.

Роликовая маши i3 содержит станину 1, привод 2, иеподвижпую 3 и подвижную 4 бабки, смеиныс зубчатые колеса 5 и 6, иагружатсль 7, маховик 8, водила 9, сателлиты 10 и эпицикли1ескпе колеса 11, кулачки 12, сидя:цис па одной Ocи с сателлитом, рычаги 13, c та юв;! С!11! ы е 112 вал 3х 1 4, coocHbix с водила

30 мц, моделирующие ролики 15 — 18, токосьем512399

3 пые устройства 19, изолирующие прокладки 20 и регистрирующую электроаппаратуру 21.

Моделирующие ролики выполнены одинакового диаметра, причем два ролика 16 и

18 — с прерывистыми контактными дорожками, Ролики с прерывистыми контактными дорожками установлены на изолирующих прокладках на валах 14, соосных с водилами.

Ролики 15, 18 и 16, 17 образуют два электрических контура, подключенных к регистрирующей электроаппаратуре.

Предлагаемая роликовая машина работает следующим образом.

От привода (электродвигателя постоянного тока) через клиноременную передачу вращение передается на водило неподвижной бабки, несущее ролики 15, и через сменные колеса 5 и 6 — на водило подвижной бабки, несущее ролик 17.

Водила, а следовательно, и моделирующие ролики 15 и 17 вращаются с постоянной скоростью, пропорциональной скорости вращения колес моделируемой зубчатой передачи.

При вращении водил установленные на них сателлиты 10 обкатываются по эпициклическим колесам 11. Вместе с сателлитами вращаются и кулачки 12, установленные на одних осях с сателлитами. Кулачки воздействуют па рычаги 13, установленные жестко на валах 14, несущих ролики 16 и 18. Последнче в отличие от роликов 15 и 17 вращаются с переменной скоростью. Закон ее изменения задается профилями кулачков и должен обеспе. чивать относительное перемещение сопряженных роликов 15, 18 и 16, 17 аналогичное относительному перемещению сопряженных зубьев колес моделируемой передачи.

В случае, если радиус — вектор кулачков постоянен, возможно чистое качение моделируемых роликов без относительного проскальзывания, что соответствует контакту зубьев моделируемых колес в полюсе зацепления.

При переменном, радиусе-векторе кулачков рычаги перемещают валы 14 относительно водил, т. е. имеет место качение роликов со скольжением, что соответствует контакту зубьев моделируемых колес в дополюсной или заполюсной зоне зацепления.

Угол качания рычагов 13 равен угловому шагу рабочих участков контактных дорожек роликов 16 и 18, а число качений за один оборот моделирующих роликов раию числу рабочих участков на контактной дорожке роли»а 16 или 18.

Усилие прижатия моделирующих роликов устанавливается и регулируется нагружатслем 7, воздействующим на подвижную баоку.

Каждая из пары сопряженных роликов моделирует передачу с коэффициентом перекрытия меньшим единицы, и обе пары при соединении электрических сигналов, поступающих от каждой из них, моделируют передачу с коэффициентом перекрытия, большим единицы.

Усиливая и регистрируя электрические сигналы, поступающие от каждой пары роликов, можно наблюдать продолжительность контакта рабочих участков роликов и регистрировать толщину масляных пленок в зонах контакта и величину коэффициента перекрытия рабочих участков контактных дорожек.

Для обеспечения повторяемости снимаемых характеристик зацепления на каждый оборот роликовая машина используется для модели10 рования передач с передаточным отношением, равным единице.

Параметры моделирующих роликов определяются по следующим зависимостям.

Длина рабочего участка контактной до15 рожки роликов с прерывистой конгактной дорожкой;

S = 2rs (tguu tgu- ), где u„— угол профиля эвольвенты в конеч20 ной точке рабочего участка эвольветы профиля зуба колеса;

u„, — угол зацепления;

r, — радиус основной окружности.

Шаг рабочих участков контактной дорож25 ки моделирующих роликов с прерывистой контактной дорожкой:

P р — — 2л т cosa tgu ., где а — угол профиля зуба делительпый; т — модуль зацепления.

Диаметр контактной дорожки ролика:

d=m z cosa tgu где — число зубьев колес моделируемой пе35 редачи.

Длина контактной дорожки ролика:

l = л nz z cosu tgu<,, Число рабочих участков на контактной до40 рожке ролика с прерывистой контактной дорожкой:

r- — r> + 2r tga tgu, — 2г, з х в ш

50 где r,. — радиус окружности ведущего колеса, проходящий через текущую точку контакта сопряженных профилей;

r„. — радиус окружности вершин зубьев колеса моделируемой передачи; и„— угол профиля эвольвенты зуба ведущего колеса в текущей точке контакта.

60

Формула изобретения

Роликовая машина для моделирования и

05 исследования нагруженного контакта пря1 2

1 2

45 Относительное перемещение сопряженных роликов:

512399

73 12

5 мозубЬ1х цилиндрических эвольвентных передач, содержащая станину, привод, неподвижную бабку с встроенными в нее передаточныMH планетарным зубчатым и кулачковым механизмами, кулачок последнего из которых установлен на одной оси с сателлитом планетарного механизма, а взаимодействующий с кулачком рычаг установлен на соосном с водилом планетарного механизма валу, подвижную бабку, нагружатель и моделирующие элементы, отличающаяся тем, что, с целью моделирования и исследования нагруженного контакта прямозубых цилиндрических эвольвентных передач также и с дробным значением коэффициента перекрытия, она снабжена идентично выполненными планетарным и кулачковым механизмами, встроенными в подвижную бабку, моделирующие элементы BI I6 полнены в виде двух пар соосных цилиндрических роликов, каждая из которых составлена из роликов с непрерывной и прерывистой контактными дорожками, ролики с непрерывными контактными дорожками установлены на водилах планетарных механизмов, взаимодействующие с ними ролики с прерывистыми контактными дорожками установлены на валах, соосных с водилами, ширина контактной дорожки каждого ролика равна ширине зубчатого венца колеса моделируемой передачи, длина рабочего участка контактной дорожки

POlkIKOB C IIPCPbIBHCTOlI КОНтантНОй дорожкой равна длине рабочей части эвольвенты профиля зуба моделируемого колеса, а шаг равен удвоенному нормальному шагу зубьев моделируемого колеса, умноженному на тангенс угла зацепления.

Составитель М. Левинский

Тсхред 3. Тараненко

Корректор Л. Котова

Редактор Н. Суханова

МОТ, Загорский филиал

Заказ ¹ 5191 Изд. № 1314 Тираж 1029 Поднис:«е

ЦНП11ПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5