Способ диагностики зубчатых передач Советский патент 1990 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к методам и средствам контроля зубчатых передач.

Цель изобретения - повышение информативности путем обеспечения возможности выявления составляющих общего перекоса в передаче.

На фиг. 1 изображена схема изменения перекоса в зубчатой передаче в начальном положении валов; на фиг. 2- схена изменения перекоса, вал повернут на угол, меньший 180°С; на фиг. 3 - схема изменения перекоса, вал повернут на 180 ; на фиг.4 - график изменения параметра, характеризующего общий перекос в пазах зубьев, и его составляющих за один оборот колеса.

На фиг. 1-4 обозначены: валы 1 и 2, шестерня 3, колесо 4, угол Х« взаимного перекоса осей валов; углы .

eL.-и . перекоса шестерни и коле1 1 Ч

са соответственно относительно своих валов, общий перекос о(.в 1-й паре зубьев: о,- о+ + параметр П, характеризующий перекос в паре зубьев, номер i пары зубьев, угловая координата X контролируемого зуба колеса, параметр Пг, характеризующий общий перекос в i-й паре зубьев, кривая 5 изменения общего перекоса, прямая 6, характеризующая постоянную составляющую перекоса.П0, определяемую взаимным перекосом валов зубчатой передачи, кривые 7 и 8, характеризующие переменные составляющие перекоса, определяемые состоянием и перекосом относительно своего вала соответственно шестерни и колеса.

Способ диагностики зубчатых передач осуществляется следующим образом.

Собранную зубчатую передачу приводят во вращение, нагружают ее постоянным крутящим моментом, измеряют параметр, характеризующий общий перекос, последовательно во всех парах зубьев с учетом его направления не менее чем за один оборот большего зубчатого колеса. В качестве параметра, характеризующего общий пере- кос в парах зубьев, использована длина пятна контакта. При большем числе зубьев большего зубчатого колеса параметр, характеризующий перекос, целесообразно измерять в каждой вто- рой, третьей и т.д. паре зубьев. Направление положительного перекоса (и соответствующего знака параметра или -) принимают произвольно

Полученную последовательность чисел аппроксимируют методом наименьших квадратов математическим выражениемi П} П0 + l sinCX ,. + t) + n sinCuX;

+ 44),

(Т)

где П. . - значение параметра, JQ характеризующего общий перекос в зацеплении 1-й пары зубьев;

П0, П(, Н4, .35

Lf , (ft - коэффициенты аппроксимирующего выражения;X. - аргумент: угловая

координата контроли- до руемого (1-го) зуба большего-зубчатого колеса;

и - передаточное число. Слагаемые этого выражения П0, 5 n sinCuX + l/2) и n,sin(X + q() представляют собой составляющие общего перекоса в паре зубьев соответственно от взаимного перекоса осей валов зубчатой передачи, от состояния и перекосов шестерни и колес.

О качестве изготовления и сборки элементов передачи судят, сравнивая составляющие перекоса с величиной общего перекоса в i-й паре зубьев, например в паре с максимальным переко- 55 сом „

Для этого выражение (1) путем тригонометрических преобразований при50

5

о

5

5

0

водят к линейному уравнению относительно искомых коэффициентов: ITj II„ -t- BlSinX + BjCosX + + B3sinuX + B cosuX ((2)

где В,, cost ;

В 2 II,sintf(;

Вэ II2cosi ;

B4 n2sini.

В результате аппроксимации по формуле (2) определяют непосредственно постоянную составляющую Н0 и величины В , B, В, и В,, Остальные коэффициенты выражения (1) рассчитывают гю формулам

П, (В, + B2)/(sin q( + costff);

IIt (В з + В4)/ (sin q + cos (, );

If, arctgCB /B,);l

Цг - arctg(B4/B j).

В качестве реализации способа определяют перекос в зацеплении шестерен Z 18 и Z 44 двух разных коробок передач трактора Кировец. Параметром, характеризующим перекос, является длина неконтактной зоны, равная разности номинальной (длина контакта при отсутствии перекоса) и фактической длин пятна контакта. Замеры проводят с помощью копировальной бумаги в каждой второй паре зубьев в продолжение одного оборота большего колеса Z 44 (всего 22 отпечатка)„ Пара чисел около отпечатков - номер пары шестерен.

Результаты измерений приведены в та блице„

В результате расчетов с помощью ЭВМ получены коэффициенты аппроксимирующего выражения 1.к.п.: П0 . 17,1, II, 4,4, Пг -6,6, if, -14°, lf, 73°; 2 к.п.: П0 11, П, -21,8, П -12,3, у« 28°; lft -47°, и на их основе определены составляющие максимальных общих перекосов в зацеплении обеих коробок передач (к„п.).

Максимальный фактический перекос П| и соответствующее значение угловой координаты Xj. 1 к.п.: П; 27, X; 82е; 2 к.п.: П . 37; X,

286°.

I

Постоянная составляющая максимального перекоса 1 к.п.: 17,1; 2 к.п.:

11

Переменная составляющая максимального перекоса, определяемая колесом 1 к. 4; 2 к.п: 16

Переменная составляющая максималь- ,ного перекоса, определяемая шестерней. ,:6;2к.п.:10

Сопоставление получаемых составляющих перекоса с исходными данными показывает, что в первой коробке передач превалирующее влияние на величину максимального общего перекоса в парах зубьев оказывает постоянная составляющая - взаимный перекос осей валов, что хорошо подтверждается однонаправленностью перекоса в зацеплении. Вывод по результатам диагностики для уменьшения общего перекоса в пер- вую очередь необходимо устранить перекос валов о

Формула и з обретения

Способ диагностики зубчатых передач с разными числами зубьев, заключающийся в том, что к зубчатой передаче прикладывают постоянный крутящий момент,-измеряют параметр, характеризующий перекос в парах зубьев, о т- личающийся тем, что, с целью повышегия информативности путем обеспечения возможности выявления составляющих общего перекоса в передаQ j

че, в качестве .параметра, характеризующего перекос в парах, используют длину пятна контакта, которую измеряют на колесе на выбранном числе зубьев с учетом направления, полученную числовую последовательность аппроксимируют математическим выражением П; П0 + ntsin(Xj +) + П2з1п(иХ,+

+ UP ,

где ГТ| - значение параметра, характеризующего общий перекос в зацеплении i-й пары зубьев;П0, П„

- коэффициенты аппроксимирующего выраже- 0кия;

Х- - угловая координата

контролируемого зуба колеса;

и - передаточное число, 5 а о составляющих общего перекоса судят по слагаемым П„ , П ,(Х tf , HjSinCuX- + i/2) , характеризующим взаимный перекос осей валов, перекос шестерни относительно своей оси и Q перекос колеса относительно своей оси соответственно.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к методам и средствам контроля зубчатых передач. Цель изобретения - повышение достоверности диагностики путем обеспечения возможности выявления составляющих общего перекоса в передаче. Это достигается тем, что в собранной зубчатой передаче измеряют параметр, характеризующий общий перекос, последовательно во всех парах зубьев с учетом его направления не менее чем за один оборот большего зубчатого колеса. Полученную числовую последовательность аппроксимируют выражением, состоящим из трех слагаемых, каждое из которых представляет собой составляющую общего перекоса. 4 ил. 1 табл.

Значения фактических длин неконтактных зон (1К - 1) с учетом направления перекоса в зацеплении 18/44 двух разных коробок передач

Фие.1

1 35 7 9 11 13 15 17 19 2t О 25 Я Ut

Продолжение таблицы

Фи.1