Способ определения пятна контакта в зубчатых передачах

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рижский ордена Трудовогного Знамени политехническийтут(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЯТНА КОНТАКТА В ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧАХ, заключающийся в том, что очищают и обезжиривают зубья сопрягаемых колес передачи, наносят на рабочие поверхности зубьев одного из колес вещество-информатор, обкатывают колеса при торможении и определяют пятно контакта на поверхностях зубьев второго колеса, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, перед обкаткой колес валы передачи нагружают дозированными силами в направлении их действия в работающей передачеИзобретение относится к машиностроению, а именно к способам контроля зубчатых передач.Известный способ определения пятна контакта, заключающийся в том, 5что обезжиривают зубья сопрягаемыхколес, наносят на зубья краску, обкатывают колеса и определяют пятноконтакта по следам прилегания профилей 1. 10Недостатком этого способа является возможность искажения истинныхразмеров действительного суммарногопятна контакта, обусловленного неравномерностью по толщине нанесенного 15слоя краски и тем, что краска иногда плохо переносится на зубья другогопарного колеса.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является способ определения пятна контакта в зубчатых передачах, заключаюшийся втом, что очищают и обезжириваютзубья сопрягаемых колес передачи,наносят на рабочие поверхности зубьев 25одного из колес вещество-инФорматор,обкатывают колеса при торможении иопределяют пятно контакта на поверхностях зубьев второго колеса 3.Недостатком известного способаявляется возможность получения неправильного результата, т.е, определения размеров суммарного пятна контак.та, не имеющего места в эксплуатации, в связи с тем, что способ не35учитывает реальной картины выборкизазоров (т.е. устранения зазоров вопределенном направлении) и их перераспределения в подшипниках валовпередачи после ее пуска,40Цель изобретения - повышение точности.Цель достигается тем, что согласно способу определения пятна контакта в зубчатых передачах, заключающе муся в том, что очищают и обезжиривают зубья сопрягаемых колес передачи, наносят на рабочие поверхности зубьев одного из колес вещество-инФорматор, обкатывают колеса при тор можении и определяют пятно контакта на поверхностях зубьев второго колеса, перед обкаткой колес валы передачи нагружают дозированными силами в направлении их действия в работаю щей передаче.На фиг. 1 изображена схема устройства для реачизапии способа, на фиг. 2 - расположение элемейтов передачи беэ приложения дозированных сил, на фиг, 3 - разрез А-А на фиг.2 на фиг. 4 - расположение элементов передачи с приложением дозированных сил, на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг.4; на Фиг. 6 - пятно контакта, полученное без прилужения дозированных силна фиг, 7 - то же,полученное после приложения дозированных сил.Устройство для реализации спосо,ба определения пятна контакта в зубчатых передачах (фиг. 1) включает в себя жесткую разборную раму 1, закрепляемую на торцах вала шестерни 2 посредством центров 3 и 4 и винтового зажима 5, консольно установленных на раме 1, Рама 1 через динамометр 6 связана с коротким плечом рычага 7. Зубчатое колесо 8 находится в зацеплении с шестерней 2. Вал шестерни 2 располагается в подшипниках 9 и 10.На фиг. 1 буквами обозначены: Ре - усилие, прикладываемое к длинному плечу рычага 7; Р - усилие, передаваемое коротким плечом рычага 7 на раму 1.На фиг, 2-5 буквами обозначены: Р - горизонтальная составляющая нагрузки холостого хода на валы зубчатых колес, Рх - вертикальная составляющая нагрузки холостого хода на валы зубчатых колес, Р - сила тяжести шестерни 2; Р - усилие прижатия вала шестерни 2 к нижним вкладышам подшипников 9 и 10, Ь- зазор в подшипнике 9, Ь - зазор в подшипнике 10, Ю - угол перекоса вала шестерни 2, Ро - вертикальная нагрузка на валы колеса 8 и шестерни 2; Р - усилие прижатия вала шестерни 2 2к верхним вкладышам подшипников 9 и 10, Ю - угол перекоса вала шестерни 2 после приложения дозированных сил.Способ осуществляется следующим образом.Перед обкаткой очищают и обезжиривают зубья сопрягаемых колес. Наносят на рабочие поверхности зубьев одного из колес вещество-информатор, обкатывают колеса при торможении и определяют пятно контакта на поверхности зубьев второго колеса, причем перед обкаткой колес валы передачи нагружают дозированными силамп в направлении их действия в работающей передаче.1116294 3До начала вращения валы шестерни 2 и колеса 8 под действием сил тяжести располагаютСя на вкладышах подшипников в крайнем нижнем положении (фиг. 2), соответственно наибольшие зазоры имеют место между валами и верхними вкладышами этих узлов.При этом вследствие различия за-, зоров в подшипниках 9 и 1 О (фиг. 3), а именно йцдЗ , вал шестерни 2 10 располагается с наклоном в сторону большего зазора соответствующий угол перекоса обозначен Р . После на-., чала вращения передачи в указанном на чертеже направлении нагрузки на ва лы несколько изменяются за счет реакций Р и Р , вызванных усилиями в зацеплении.Основная вертикальная нагрузка Р, равная окружному усилию холостого 20 хода складывается с силой тяжести, действующей на вал колеса 8, и вычитается из силы тяжести Рм, действующей на вал шестерни 2.В результате .положение валов ос тается неизменным, хотя вал шестерни прижат к нижним вкладышам подшипников несколько меньшим усилием Р = Р 1И - Р, Р= 0,1 Р, влияние горизонтЕ тальных реакций 1=- 0,25 Р, не проявляется ввиду малости их значений.Это расположение отличается от расположения деталей передачи, которое имеет место в эксплуатации после ее пуска и воспроизведено с помощью35 специального устройства (фиг. 1).При появлении на валу шестерни 2 передаваемого момента вертикальная нагрузка на валы колеса 8 и шестерни 2, равная окружному усилию Ро (фиг. 4 и 5), в десятки раз превышает значения силы тяжести этих узлов. Вал колеса 8 прижимается к нижним вкладышам подшипников суммой силы тяжести и окружного усилия, вал шестерни 2 наоборот прижат к верхнимвкладышам подшипников 9 и 10 усилиемР = Р - Рм , причем с наклоном вОпротивоположную сторону (под угломперекоса 8 ) .Именно в это положение установленвал шестерни 2 (масса всего узла40 кг) путем смещения его вверх усилием Р = 1,15 Р= 1,1540 = 46 кг(приложением усилия Р = 10 кг кдлинному плечу рычага 7),Анализ полученных результатовпоказывает, что при использованииизвестного способа относительные раз-меры пятна контакта (фиг. 6), рассчитанные по формулам ГОСТ 1643-81,составляют по длине зуба 807., повысоте зуба 60 ., т.е. передачу следует считать вполне удовлетворяющейтребованиям ГОСТ, регламентирующегоэти размеры значениями не менее 60и 453, и разрешить сдачу ее в эксплуатацию.Однако при использовании предлагаемого способа относительные размеры пятна контакта, расположенногона противоположном торце передачи(фиг. 7), составляют по длине зуба443, по высоте зуба 587, т,е. передачу нельзя сдавать в эксплуатациюкак несоответствующую требованиямГОСТ и заведомо обреченную на работув условиях высокой концентрации нагрузки и преждевременный выход изстроя.Использование изобретения позволяет обоснованно устанавливать требования к форме и расположению пятенконтакта с учетом оценки реальногохарактера контактирования сопряженных зубьев, что повышает полговеч -ность тяжелонагруженных зубчатыхпередач.1 116294 Фиг 7 Составитель Б.Афонский.дактор М.Дцпын Техред И.Тепер Корректор О,лугов аказ к к Проектная, 4 пиал ППП "Патент Ужгоро 1 б/32 Тир ВНИИПИ Госуд по делам 13035, Москва, ж 586рственногозобретенийЖ, Раув Подписноемитета СССР ткрытий наб., д. 4