Стенд для исследования динамических характеристик зацепления в передачах Советский патент 1981 года по МПК G01M13/02 

(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАЦЕПЛЕНИЯ В ПЕРЕДАЧАХ

I

Изобретение относится к машиноЬтроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при исследовании динамики зубчатых передач и комплексном контроле зубчатых колес при рабочих нагрузках и скоростях.

Наиболее близким к предлагаемому является стенд для исследования динамических характеристик зацепления в передачах, содержащий и нагружатель, кинематически связанные с ними ведущий и ведо- Q мый щпиндели, предназначенные для установки исследуемых передач, усилительнорегистрирующую iannapaTypy и подключеиные к ней преобразователи перемещений в электрический сигнал, ось чувствительности каждого из которых перпендикулярна оси 5 одного из щпинделей (I.

Недостаток известного стенда заключается в низкой точности измерений при исследовании закона изменения деформаций щпинделей под действием переменных по величине и направлению сил трения, возникающих в зоне зацепления зубьев колес в процессе их пере.напряжения.

Цель изобретения - повыщение точности измерений при исследовании влияния прО цесса пересопряжения зубьев.

Указанная цель достигается тем, что каждый преобразователь леремещеиий представляет собой интерферометр, ось чувствительности которого перпендикулярна также и плоскости зацепления зубьев.

Кроме того, каждый интерферометр выполнен в виде осветителя, фотоприемника, светоделительной пластины и опорных зеркал, одно из которых представляет собой прецизионный диск, закрепленный на шпинделе, другое - установленный с возможностью сканирующего перемещения в интерферометре прецизионИый сектор с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны первого.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого стенда; на фиг. 2 - схема установки преобразователей перемещений в плоскости, перпеидикуляриой к осям вращения щпииделей.

Стеид содержит привод 1, ведущий 2 « ведомый 3 щпиидели для установки испытуемых колес 4 и 5, нагружающее устройст во 6 с торсиониым измерителем 7 тормоз Horo момента, преобразователь 8 зубцовой MBctoTbi и преобразователи перемещений в электрический сигнал (на фиг. 1 показаны повернутыми в плоскости), каждый из которых закреплен на стенде перпендикулярно к оси вращения соответствующего шпинделя 2 или 3, перпендикулярно также и к одной из плоскостей зацепления зубьев колес 4 и 5 испытуемой передачи.. Каждый преобразователь перемещений выполнен в виде интерферометра 9, 10, который содержит осветитель II, например , телескопическую систему 12, два опорных зеркала 13 н 14 и светоделительную пластину 15, фотоприемник 16. Зеркало 13 изготовлено в виде прецизионного диска с цилиндрической рабочей поверхностью, закрепленной на шпинделях 2 и 3. Зеркало 14 выполнено в риде прецизионного сектора с радиусом кривизны, равным радиусу кривизны прецизионного зеркала 13, и закреплено в корпусе (не показан) интерферометра с возможностью возвратно-поступательного сканирующего движения с помощью механизма 17. Выходы фотоприемников 16 подключены на входы двухканальной усилительно-регистрирующей аппаратуры (не показана). Стенд работает следующим образом. На шпиндели .2 и 3 устанавливаются колеса 4 и 5 испытуемой передачи. С минимальным зазором по отношению к периферий зубчатого венца ведущего колеса 4 устанавливается преобразователь 8 зубцовой частоты. С учетом параметров испытуемой передачи перпендикулярно оси шпинделей 2 и 3 и перпендикулярно линии зацепления колес 4 и 5 выставляются интерферометры 9 и 10 и подключаются к усилительно-регистрирующей аппаратуре. Включается привод 1 стенда. Стенд выводят иа требуемый режим работы, сообщая при этом исследуемой передаче необходимую нагрузку и скорость вращения. Во время работы передачи в зонах зацепления зубьев колес 4 и 5 в процессе их пересопряжения возникают переменные по величине и направлению силы тренИя. Действие этих сил направлено перпендикулярно плоскости зацепления и является причиной деформации шпинделей 2 и 3 в направлении. перпендикулярном осям вращения. В результате периодических поперечных колебаний шпинделей 2 и 3 изменяется периодически положение наружных цилиндрических поверхностей опорных зеркал 13 интерферометров 9 и 10. Периодическбе колебание подвижного опорного зеркала 13 каждого иитерферометря 9 или 10 приводит к периодическому изменению отраженного от него светового луча. Отраженный луч встретится на поверхности светоделительной пластины 15 с лучом, отраженным от второго опорного зеркала 14, совершающего сканирующее движение. В точке встречи парных, однородных лучей имеет место интерференционная картина, которая улавливается фотоприемником 16. Изменение светового потока через фотоприемник 16 вызывает, изменение фототока, поступающего на усилительно-регистрирующую аппаратуру от интерферометров 9 и 10 и свидетельствующего о поперечных перемещениях шпинделей 2 и 3. Предлагаемая конструкция стенда обеспечивает проведение измерений, отличаю.щихся высокой точностью и стабильностью результатов, при определении периодических/поперечных перемещений шпинделей под действием переменных по величине и направлению сил трения, возникающих в зонах зацеЬления зубьев колес испытуемых передач, тем самым повышая точность измерений при исследовании влияния процесса пересопряжения зубьев. Формула изобретения 1. Стенд для исследования динамических характеристик зацепления в передачах, содержащий привод и нагружатель, кинематически связанные с ними ведущий и ведомый шпиндели, предназначенные для-установки исследуемых передач, усилительнорегистрирующую аппаратуру и подключенные к ней преобразователи перемещений в электрический сигнал, ось чувствительности каждого из которых перпендикулярна оси одного из шпинделей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при исследовании влияния процесса пересопряжения зубьев, каждый преобразователь перемещений представляет собой .интерферометр, ось чувствительности которого перпендикулярна также и плоскости зацепления зубьев. 2. Стенд по п. , отличающийся тем, что каждый интерферометр выполнен в виде осветителя, ф отоприемника, светоделительной пластины и опорных зеркал, одно из которых представляет собой прецизионный Диск, закрепленный на шпинделе, другое - установленный с возможностью сканирующего перемещения в интерферометре прецизнойный сектор с радиусом кривизны, равныМ радиусу кривизны первого Источннки информации, принятые во внимание при экспертизе I. Приборы и стенды для испытания.М.ашин и узлов. Сборник. М., МДНТП, 1965, с. 9-13 (прототип).