Способ определения площади контакта боковых поверхностей зубьев прямозубых зубчатых колес Советский патент 1982 года по МПК G01B5/20 G01B121/08 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОЩАДИ КОНТАКТА БОКОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЗУБЬЕВ ПРЯМОЗУБЫХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС

1

Изобретение относится к контролю изделия в машиностроении, а именно к контролю и исследованию прямозубых зубчатых колес в исследовательской лаборатории.

Известен способ определения суммарной площади контакта боковых поверхностей 5 зубьев зубчатых колес, заключающийся в том, что производят взаимный обкат контролируемого зубчатого колеса с эталонным, на боковые поверхности которого предварительно наносят слой краски. После контакта ,Q остается след краски на боковых поверхностях зубьев контролируемого зубчатого колеса, а по полученному следу определяют суммарную площадь контакта 1.

Недостаток данного способа заключается в наличие в зацеплении слоя краски, спо- 1.5 собного выдавливаться в зазоры при зацеплении, что искажает действительную картину контактного взаимодействия зубчатых колес.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ определения площади контакта боковых поверхностей зубьев прямозубнх зубчатых колес, заключающийся в том, что на боковые поверхности зубьев

эталонного колеса наносят маркирующее вещество, сообщают колесам зубчатой пары относительное перемещение вдоль. их осей под рабочей нагрузкой и производят обкат зубчатой пары. По пятну контакта на зубьях контролируемого колеса судят о качестве зацепления зубчатой пары 2.

Недостаток известного способа заключается в том, что невозможно определить мгновенную площадь контакта за каждую фазу зацепления и данный способ является трудоемким, так как необходимо после замера зубчатого колеса восстанавливать слой краски на боковых поверхностях зубьев эталонного зубчатого колеса.

Цель изобретения - повыщение точности и производительности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу в качестве маркирующего вещества используют абразивосодержащее вещество, твердость которого превосходит твердость материала зубьев, после перемещения колес вдоль осей измеряют расстояние между линиями границ следа, оставленного на боковых поверхностях зубьев контролируемого колеса, которые принимают за высоту элементарных площадок, после обката зубчатои пары определяют длину следа, оставленного на боковой поверхности зубьев крнтролируемого зубчатого колеса вдоль линии зубьев, которую разбивают на части в каждой фазе зацепления, полученную длину каждой части принимают за ширину элементарных плопдадок и суммируют площади элементарных площадок, по которым судят о площади контакта. На фиг. 1 представлена схема относительного продольного перемещения измеряемого и эталонного зубчатых колес; на фиг. 2зуб измеряемого зубчатого колеса после относительного продольного перемещения; на фиг. 3 - то же, после обката зубчатых колес. Способ осуществляется следующим образом. Алмазный пррошок АСМ, зернистостью 14/10 в количестве 20 вес. ед. смешивают с 30 вес. ч. спирта и 50 вес. ч. клея БФ-2, и полученный таким образом абразивосо аер жащий материал тонким слоем наносят на предварительно обезжиренные боковые поверхности зубьев эталонного зубчатого колеса 1. После чего сущат эталонное зубчатое колесо 1 в течение 4 ч при комнатной температуре, затем выдерживают его в термостате при 140°С и охлаждают совместно с печью. Получено таким образо.м эталонное зубчатое колесо 1, каждая боковая поверхность зубьев которого содержит абразиводержащее вещество. Далее устанавливают эталонное и контролируемое зубчатое колесо 1 и 2 в конкретную фазу зацепления, на.пример с помощью делительного механиз.ма, (не показано) и сообщают им продольное перемещение (Spp) на величину Lnp. При этом к эталонному зубчатому колесу прИкладывают статический крутящий момент, а к измеряемому -- статический тормозной момент, или просто фиксируют измеряемое зубчатое кблесо в данной фазе зацепления. Для того, чтобы при продольном перемецдении контролируемое зубчатое колесо 1 не выходило из зацепления, ширина эталонного зубчатого колеса выбрана из соотнощения БЭ 1,5 BK, где Вр; - ширина контролируемого колеса (фиг. I), а величина продольного перемещения выбрана из соотношения Lnp 0,5 BK. После продольного перемещения на боковой, поверхности контролируемого зубчатого колеса 2 получается след Д пятна контакта в заданной фазе зацепления (фиг. 2). По этому следу определяют расстояния между линиями его границ - З, &2 aj..., а-,, а„ (фиг. 2). Следующей операцией является взаимный обкат под рабочей нагрузкой контролируемого 2 и эталонного 1 зубчатых колес. Для этого к эталонному зубчатому колесу 1 прикладывают динамический крутящий момент (М«р),, например от электродвигателя через редуктор, а к контролируемому зубчатому колесу 2 - динамический тормозной момент (Мтор.). После обката на боко-. вых поверхностях зубьев контролируемого зубчатого колеса останется след суммарного пятна контакта (С) (фиг. 3). В каждой фазе зацепления определяют .длину следа - Ь, l, ij-.-li (фиг. 3). Для расчета мгновенной площади контакта определяют длину пятна контакта в заданной фазе зацепления и разбивают ее на п частей, т. е. таким образом, чтобы каждая ее часть соответствовала определенной высоте - а... а, a...,ai...,an. После выщеуказанных измерений площадь контакта определяют по формуле SKOHT. -- , де а; --- измеренные расстояния между гра ницами следа полученного при перемещении зубчатых колес вдоль оси, м м; Bj -. части длины следа вдоль линии зуба полученного при обкате зубчатых колес, мм. Предлагаемый способ позволяет определить мгновенную площадь контакта боковых поверхностей зубьев зубчатых колес в конкретной фазе зацепления при рабочей нагрузке, что дает возможность получать достоверную оценку влияния точности изготовления зубчатых колес на условия их взаимодействия, позволяет также определить распределение нагрузки между несколькими шарами зубьев, находящихся одновременно в зацеплении, и, следовательно, позволит уточнить прочностные расчеты зубчатых передач и уменьшить их металлоемкость. Формула изобретения Способ определения площади контакта боковых поверхностей зубьев прямозубых зубчатых колес, заключающийся в том, что на боковые поверхности зубьев эталонного колеса наносят маркирующее вещество, сообщают колесам зубчатой пары относительное перемещение вдоль их осей под рабочей нагрузкой и производят обкат зубчатой пары отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности, в качестве маркирующего вещества используют абразивосодержащее вещество, твердость которого превосходит твердость материала зубьев, после перемещения колес вдоль осей измеряют расстояния между линиями границ следа, оставленного на боковых поверхностях зубьев контролируемого колеса, которые принимают за высоту элементарных площадок, после обката зубчатой пары определяют длину следа, оставленного на боковой поверхности зубьев контролируемого зубчатого колеса вдоль линии зубьев, которую разбивают на части в каждой фазе зацепления, полученную длину каждой части принимают з.а ширину элементарных площадок

и суммируют площади элементарных площадок, по которым судят о площади контакта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Литвин Ф. Л. Теория зубчатых зацеплений. М., «Наука, 1968, с. 183.

2.Холмянский И. А. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Новосибирск, 1974 (прототип.

1.1

ч-.

и,:

пр

Оу

QI

Оц.

02

фиг.г