Стенд для исследования динамических характеристик зубчатых передач Советский патент 1983 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относ ятся к общему мапшностроению, а именно к испыта тельной технике, и может быть исполв эовано для исследования динамики зубчатых передач и передач с гибкими связями.

Известен стенд для исследования объектов в динамике, содержащий источник- стробоскопических импульсов, предназначенный для освещения исследуемых объектов, например шпинделей с испытуемыми зубчатыми передачами или передачами с гибкой связью, и преобразователь перемещений, например оптическое-устройство, предназначенное-для измерения биения шпин.деля. Соответствующий шпиндель стенjia освещают в процессе исследование стробоскопические импульсами с часЧ тотой в два раза большей частоты вращения шпинделя, наблюдают шпиндель неподвижным и определяют величи ну двойного прогиба и двойного- биения щпинделя. оптическим устройство

Недостаток данного устройства заклвдчается в невы.сокой точности йзмерения деформаций шпинделей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является стенд для исследования динамических характеристик . зубчаты с передач, содержащий корпус, размещенные в нем с возможностью поворота ведущий и ведомый.шпиндели, предназначенные для установки испытуемых передач, кинематически связанные со шпинделями привод и. нагружатель, усилитель- . но-регистрирующую аппарату.ру и подключенные к ней преобразователи пе-. ремешений, ось чувствительности каждого из которых перпендикулярна оси одного из шпинделей. Преобразователи перемещений выполнены механическими и имеют измерительные наконечники 2.

. Недостаток известного стенда заключается в невысокой точности измерений при исследовании зубчатых передач и невозможности исследования динамических характеристик передач .с гибкой связью. .

I.-.-,

Целью изобретения является рас- i ширение технологических возможностей исследования передач с гибкой связью и повышение точности измерений при исследовании зубчатых пере- дач.

Указанная цель достигается тем, что в стенде для исследования динаNH4ecKHx характеристик зубчатых пе-, редач, содержащем корпус, размещенные в немс возможностью поворота ведущий и ведомый шпиндели, преднаЭначенные для установки испытуемых передач, кинематически связанные со шпинделями привод и нагружатель, /

усилительно-регистрирующую аппаратуру и подключенное к ней преобразователи перемещений, ось чувствительности каждого из котррых перпендикулярна оси одного из шпинделей. Каждый преобразователь выполнен в виде датчика Холла, магнитная система которого связана с одним из шпинделей для зубчатых передач и с корпусом для передач с гибкой связью, а носитель полупроводниковых кристаллов соответственно с корпусом для зубчатых передач, и со шпинделем для передач с гибкой связью.

Кроме того, стенд с абкей подключённым к усилительно-регистрирующей аппаратуре преобразователем зубцовой частоты, а иоси ель полупроводни , ковых кристаллов установлен также п перпендикулярно к плоскости зацеф1ения зубьев.. ..

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 схема у-становки носителей с полупроводниковыми кристаллами преобразователя перемещений в плоскости, tiepneHдикулярной к..осям вращения шпинделей на фиг. 3 - прербразов1атель для измерения поперечных перемещений шпииделя под действием переменных по величине и направлению сил трения, возникающих в зоне зацепления зубьев колес; на фиг. 4 - преобразователь для измерений деформаций шпинделя под действием усилия натяжения гибкой связи исследуемой передачи.

Стенд содержит корпус 1, привод 2 ведущий 3 и ведомый 4 шпиндели для установки колес 5 и б, нагружающее устройство 7 с торсионным измерителем 8 тормозного момента преобразователь 9 зубцовой частоты, преобразователи 10 и 11 перемещений (на фиг. 1 носители полупроводниковых кристалл сиз преобразователей 10 и 11 показаны повернутыми в плоскости чертей а) , токосъемное устройство 12 и усилительно-регистрирующую ап-j

-ларатуру (не показана),

Каждый преобразователь перемещений (фиг. 2) выполнен в виде датчика Холла, содержащего носитель 13 .с полупроводниковыми кристаллами 14. и 15 и магнитную систему 16.

Носитель 13 ПОЛУ1Ф0ВОДНИКОВЫХ кристаллов 14 и 15 выполнен в виде диска 17 со.ступицей 18 с. двумя диаметрально расположенными по его периферии параллельно оси вращения Г-образной формы кронштейнами19 и 20

Носитель 13, например, в случае исследования зубчатых передач, установлен на корпусе стенда соосно с соответствующим шпинделем 3(4) с возможностью, поворота вокруг его оси при настройке на угол, обеспечивающий перпендикулярность диаметрального сечения расположения полупровод никовых кристаллов 14 к 15 плоскости зацепления колес 5 и 6 передачи. Носитель 13 оснащен фиксирующимУстрой ством 21 и нониусом 22, закрепленным на; наружной цилиндрической поверхнос ти ступицы 18. На наружной цилиндрической поверхности корпуса 1 стенда, соосной со шпинделем, установлена круговая шкапа.23. Полупроводниковые кристаллы, 14 и 15 нанесены на пове| х ности кронштейнов 19 И 20 носителя 1 перпендикулярные к о.си вращения шпин деля, симметрично этой оси. Магнитная система 16 каждого пре« обраэрвателя перемещений выполнена в виде двух концентрично расположенных кольцевых постоянных магнитов 24 и 25 с противоположной полярностью на однои менных торцовых плоскостях, установл енных, например в случае исследования зубчатых передач, на соот ветствующем шпинделе 3 или 4с проме уточным из немагнитного материала кольцом 26 и разделенных между собой таким же из немагнитного материала кольцом 27. Внутренний магнит 25 дпинннее наружного 24. К торцам коль цевых магнитов 24 и 25 прикреплены шайбы 28-31 из магнитного материгшэ. Наружные диаметры внутренних шайб 28 и 29 меньиге наружных диаметров наружных шайб 30 и 31. Соосно со шпинделем к шайбам 28-31 соответственно прикреплены конусообразные кольца из магнитного материала треугольного сечения, симиетрич ные относительно (зредней -плоскости кольцевых магнитов 24 и 25, перпендикулярной оси врашения шпинделя 3 или 4 К наружным шайбам 30 и 31 конусообразные кольца 34 и. 35 прикреплены бапыхшкш основаниями. К внутренним шайбам 28 и 29 конусообразные кольца 32 и 33 прикреплены малыми основаниями. Конусообразные кольца выполняют функцииконических кольцевых наконечников магнитной система 16 преобразователей 10 и 11. При таком конструктивном и.сполнеиии они преобразуют в осевой плоскости пог добие двух букв X, в центрах котоS ix симметрично коническим -кольцеЁым наконечникам 32-35 магнитной систе ф1 16 расположены полупроводниковые кристаллы 14 и 15. Принятое исполнение магнитной системы позво. ляет получить максимальную чувствительность преобразователей 10 и 11 . перемещений, С целью дополнительного повышения чувствительности всей измерительной системы полупроводниковые кристаллы 14 и 15 преобразователей 10 и 11 включены в плечи измерительнйх мостов (не показаны). Для получения возможности проведения измерений деформаций шпинделей под действием переменных по не-; личине и направлению сил трения, возникающих в зоне зацепления зубьев колес 5 и 6 испытуемой передачи, носитель 13 полупроводниковых кристаллов 14.и 15 каждого преобразоват.еля перемещений устанавливают пут.ем поворота вокруг оси вращения шпинделя 3 или 4 до положения, при котором диагдатр, проходящий через оси симметрии двух полупроводниковых кристаллов 14 и 15, перпендикулярен плоскости зацепления,.соответствующей заданнсян направлению вращения колес 5 и б . угла поворота носителя 13 полупреводниковмх к ристаялов 14 и 15 может быт осущестЕлен по шкале 23 с нониусом 22, закрепленными соответственно на корпусе 1 стенда и на ступице 18 носителя 13 пояупройодниковых кристаллов 14 и 15. С повышения точности измерений положений шпинделей в корпусе 1 в райOHie опоры 36 каждого шпинделя 3 и 4 и. в зоне установки носителя 13 1«олупроводняковых кристаллов 14 и 15 соотве етвУйЗдих преобразователей 10 и 11 {П 1рвме1цений выполнена кольцевгш ггрото ка 37 на Ширину ступицы 18 носителя 1Э, которая уменьшает влияние . дефррма ции oijcp 36 каждого шпинделя 3 и 4 йа точность измерений его по.лойсенйя.;:-: л ;. „ / ...- . . сленд работает следующим образом. а ;1)вшнделях 3 и 4 устанавливают колёса 5 я 6 испытуемой передачи. G ми«имаз1ьным зазором по отношению к периф ерии зубчатого венца ведущего йолеса 5 устанавливают преобразователь 9 зубчатой частоты. С параметров и направления вращения зубчатых колес 5 и 6 испытуемой передачи относительно шпинделей 3 и 4 выставляют носители 13 полупроводниковых кристаллов 14 и 15 преобразователей 10 и 11 перемещений. .Включают привод 2 стенда и усилительно-регист-, РИРУЮВ5УЮ аппаратуру. Стенд выводят на требуемый режим работы, сообщая При этом и стеле дуемой передаче необходимую нагрузку и скорость вращения Во время работы передачи в зонах зацепления зубьев в дроцессе.из пересопрялсения возникают переменные по величине и направлению силы трения. Действие этих сил напраблено перпендикулярно плоскости зацепления и является причиной деформации- шпинделей 3 и 4 в направлении, перпендикулярном осям вращения. В результате периодических поперечных колебаний шпинделей 3. и 4 изменяется периодически, положение иольцевых конических наконечников (конусообразные кольца 32-35) магнитных систем 16 относительно носителей 13 с полупроводниковыми кристаллами 14 и 15 преобразователей 10 и 11 и, следовательно,., периодически изменяется уровень элект.рических сигналов, снимаемых с этих преобразователей. Сйгнгшы с преобра , эователей 10 и 11 посхупшот на djiieicT-j роняо-усилитёльную и регнстрирую&апо. гшпаратуру.

Для получения возможности прове- S дения исследований по изучению деформаций шпинделей 3 и 4 под действием усилий натяжения гибких.связей в пе-: редачах с гибкими связями также ис- ; пользуются описанные преобразовате- tO ли 10 и 11 перемещений- но с изменением относительного д зижения носите ля 13 и магнитной систе 16. В.ЗУом случае носители 13 полупроводнико- I вых кристаллов 14 и 15 крепятся жвст15 ко на шпинделях 3 и 4 стенда а магнитные системы 16 на корпусе 1 стен-i да с выполнением всех изложевшдх требований относительно располснкеиия полупроводниковых кристгшлов 15 м по отношению к кольцевым Конйческ1Ш наконечникам 32-35 магнитных систем 16 и самих магнитных систем 16-относительно шпинделей 3 и 4.

В этом случае 1фи работе стенда jj под действием усилия натяжения гибкой связи испытуемой передачи происходит деформация шпинделей 3 и 4. С изменением натяжения гибкой связи изменяется величина угла обхвата веДУ1ЦИХ и ведо1Ф1х звеньев передачи, изменяется направление и величина ре- , зультирукяцих реакций в опорах шпинделей 3 и 4 и, следовательно, изменяется их деформация и положение

iee экстремумов. Носители 13 полупроводкикйвых кристаллов 14 и 15, буду чи жестко связанивми со шпинделями 3 и 4, непрерывно копируют положение последних относительно кор.пуса 1 стенда в соответствии с имеющими место поперечными деформациями и переме1цениями шпинделей 3 и 4. В результате этого непрерывно изменяется положение полупроводниковых кристаллов 14 и- 15 относжгеАьно кольцевых конических накоиечииков 32-35 неподвижных магнитиых систе 4 1€ преобразовав телей 10 и 11 и, следовательно, непрерывно изменяется . сигналов, снимаемых с щ еобраэователей 10 и 11 перемещений. Сигналы .с преобразователей 10 И 11 через токосъемные устройства 12 поступают наэлектронноусилительную и регастрирупщую anqaратуру.

Такая конструкция стенда позволяет повысить его надежность и одновре меино точность и стабильность измерений периодических поперечных пере-г мещений под действием переменных по величине и направлён{1;9 сил тренИя, возникающих а зонах зацепления зубьев колес испытуемых передач, а также обеспечивает снятие аналогичных динамических характеристик:для передач с.гибкими .СВЯЭ51МИ и тем самым, расширить его технологические возможиости при исследовании также передач с гибкой связью. .

1. СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДСВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗУБЧА-ЩХ ПЕРЕДАЧ, содержадий корпус, размещенные в нем с возможностью поворота ведущий и BeAoMbrit шпиндели, гфедйазначенные для установки испытуеьвах передач, кинематически связанные со шпинделями привод и нагружатель, .усилительно-регистрируиадую аппаратуру и подключенные к ней преобразоватеяи перемещений, ось чувствиаельности каждого из перпендику лярна к оси одного из шпинделей, от л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей при исследовании также передач с гибкой связью, каждц т преобразЬватель выполнен в виде датчика Холла, магнитная систем которого связана с одним .из шпинделей для зубчатых передач и с корпуссял для передач с гибкой связью, а носитель полупроводниковых кристаллов соответствен1ао с корпусом для зубчатызс передач и со шпинделем для передач с гибкой связью. 2. Стенд по п. 1, о т л и ч а щ и и с я , тем, что, с целью повышения точности измерений при иссле(Л довании зубчатых передач, он снабжен подключенным к усилительно-регистрирующей аппаратуре преобразователем Эубцовой частоты, а носитель полупро водниковых кр-сталлов установлен так-g же перпендикулярно - «,.« к плоскости зацепления зубьев. W П

f9

tt

М

20