Способ и прибор для массовой проверки толщины зубцов цилиндрических шестерен Советский патент 1936 года по МПК G01B5/02 F16H1/00 G01B121/08 

Предлагаемое изобретение касается способа и прибора для определения толщины зуба цилиндрических шестерен с эвольвентным профилем при помощи двух калиброванных роликов разных диаметров, вставляемых одновременно в одну впадину, причем по измеренному расстоянию между осями роликов опредeляefcя толщина зуба.

На чертеже фиг. 1 изображает общий вид прибора в продольном разрезе; фиг. 2-поперечный разрез прибора; фиг. 3-настройку прибора по плиткам Иогансона.

В корпусе 4, на оси шарнира JO, помещен вращающийся рычаг 5, на который снизу, ближе к оси вращения нажимает стержень //, а сверху, на правом краю нажимает ножка 1ндикаторных часов; пружина 6 прижимает рычаг 5 все время книзу, т. е. к корпусу 4.

В этот же корпус 4, в нижней его части, вставляется вилка /5; разветвлег ние вилки представляет собой два цилиндра и служит большим роликом вставляемого во впадину зуба; вставленная в корпус вилка 73, закрепленная винтом /2, во время работы сидит жестко.

В отверстие цилиндрического хвоста вилки J3 вставлен на скользящей насадке стержень J4, который верхним своим

концом нажимает на рычаг 5, а на нижнем конце стержня посажен на резьбе жестко ролик 15; в ролике 75 по образующей срезана плоскость для удобства завертывания стержня J4.

Стержень J4 все время поджимается вверх при помощи пружины J6, чем избегается возможный люфт и получается постоянное соприкосновение стержня J4 с рычагом 5.

Ролик 75 своими двумя торцами легко прикасается к внутренним торцам двух цилиндриков вилки 75, от чего перемещение ролика 75 вверх и вниз внутри вилки 75 происходит свободно.

В верхней части корпуса 4 посажен держатель 5, в отверстие которого вставляются индикаторы, и закрепляется винтом 7; движок в установленном месте прикрепляется к корпусу 4 неподвижно винтами 2.

Держатель 5 сделан перемещающимся для того, чтобы при настройке зубомера на другую шестерню иметь возможность изменить соотношение плеч и сделать показание индикатора кратным искомому расстоянию между центрами роликов 75 и 75; это делается заранее посредством теоретического расчета.

Для измерения зуба другой шестерни требуется поставить дру1 ие сменные детали: вилку 75 и ролик 75, заранее подобранные к новой шестерне.

Настройка прибора производится следующим образом. Рассчитав теоретически расстояние между центрами роликов для данной шестерни при заданной толщине зуба (расчет указан ниже), мы устанавливаем высоту между центрами этих роликов на получаемый размер посредством плиток Иогансона (см. отдельный эскиз фиг. 3) и в этом прложении устанавливаем стрелку индикаторных часов на нуль; это положение является отправным пунктом для обмера зуба данной шестерни.

При обмере остальных зубьев этой или такой же шестерни наблюдаем за положением стрелки индикатора, которая указывает нам отклонение толщины зуба от толщины, настроенной по зубомеру.

Короче говоря, в этом приборе изменение положения ролика 15 относительно двух роликов вилки 13 математически пересчитано на определение толщины зуба эвольвентного профиля (для данной щестерни, на которую произведен расчет).

Схема действия такова. Прибор берется в одну руку и ролик /5 устанавливается в одну впадину профиля зубьев; установив ролик /5 во впадину, нажимают на прибор сверху; ролик 15 вместе со стержнем 14 перемещается вверх, нажимая на рычаг 5. Рычаг 5 в свою очередь нажимает на ножку индикатора; прибор от нажима будет опускаться вниз, т. е. приближаться к щестерне до тех пор, пока цилиндрики вилки 13 не упрутся в тот же профиль впадины, что и ролик /5; тогда опускание прибора остановится, а показание индикатора в этот момент дает имеющуюся толщину зуба. При снятии прибора с профиля зуба ролик 15 принимает свое крайнее положение под действием пружины 6.

Прибор сконструирован исключительно на основании формул тригонометрии (си. книгу: Stirurader mit geraden Zahnen - Buckingham).

1. Расстояние от центра щестерни до центра ролика, вставленного во впадину зуба, определяется по формуле:

, .... .(1) созаж

где RX - искомое расстояние,

диус начальной окружности, а - угол зацепления, а ж - угол, зависящий от многих параметров, и определяются по следующей формуле:

Ь,

t + iriv«o + f-l .(2)

1пуал;

в этой формуле

invajc - полярный искомый угол

bi-толщина зуба, заданная на чертеже по начальному диаметру.

Го - радиус начальной окружности inv а --полярный угол при заданном

угле нацепления, р - радиус ролика, вставленного

во впадину,

а - радиус основной окружности ,14,

Z - число зубьев в щестерне. Данные Ь-, г, «.Q, а Z известны по чертежу.

Даннные invKo определяются по таблице полярных углов (см. книгу Букейгем).

Определив значение Ri - расстояние от центра щестерни до центра ролика одного диаметра, таким же путем определяем 2 - расстояние от центра щестерни до центра ролика другого диаметра.

Вычитая из , определяем расстояние между центрами двух роликов различного диаметра, при заданной толщине зуба bt.

В формулах (1) и (2) видно, что значения и зависят только от одной переменной Ь, т. е. от толщины зуба по начальному диаметру.

Для определения толщины зуба щестерен. определенного модуля, числа зубцов и угла зацепления и для определенных размеров калиброванных роликов на основании выщеприведенных формул производится расчет для различных толщин зуба по начальному диаметру через интервал в 0,1 мм по ту и другую сторону от номинального размера, причем разность - R для случая, когда толщина зуба равна теоретической, принимают за нулевое положение при настройке зубомера по индикатору, причем оно будет соответствовать теоретической толщине зуба; изменяя зуба на 0,1 fiM менее номинала.

мы увидим, что стрелка индикатора передвинется на 5 делений, т. е. масштаб измерения получается как 1 :2; показания стрелки индикатора будут прямо пропорциональны толщине зуба, т. е. если толщина зуба изменится на 0,2 мм от номинала, то индикаторная стрелка переместится на 0,1 мм; изменение толщины зуба свыще 0,10 от номинала уже не будет прямо пропорционально перемещению стрелки, а будет немного отклоняться, но так как толщину зуба при нарезке важно точно замерить по номиналу, то диапазон 0,20-0,30 мм в обе стороны от номинала более, чем достаточен.

В зубомере введен рычаг 5 с отношением плеч 1 :4, поэтому от изменения толщины зуба на 0,01 стрелка индикатора будет перемещаться на 0,02 мм.

Предлагаемым зубомером толщину зуба можно измерять методом сравнения, т. е. имея эталонную щестерню точно проверенную, по ней можно настраивать зубомер и, заметив положение стрелки индикатора при измерении других щестерен, производить отсчет показания стрелки от начального положения.

В случае необходимости абсолютно точного замера зубомером толщины

зуба с отклонением от номинальной толщины на 0,5 и 1 мм (что в практике не бывает) нужно будет изготовить к индикатору специальную щкалу с неравномерными делениями.

Данный зубомер не является универсальным, а служит только для определения толщины зуба одной определенной шестерни, почему может быть применим в условиях серийного и массового производства шестерен.

Предмет изобретения.

1.Способ массовой проверки толщины зубцов цилиндрических щестерен, отличающийся тем, что во впадину между зубцами вставляются два калиброванных ролика и измеряется расстояние между их центрами.

2.Прибор для массовой проверки толщины зубцов цилиндрических щестерен по п. 1, отличающийся применением помещенного внутри неподвижного ролика 73 подвижного ролика /5, каковой передает перемещения через систему рычагов индикаторному прибору.

3.Форма выполнения прибора по п. 2, отличающаяся тем, что для регулирования масштаба показаний индикаторного прибора применен держатель 5, перемещающийся вдоль плеча рычага 5.

к авторскому свидетельбтву И. С. Цуканова,

№ 47089

Фиг. 2