роликовая модель зубчатой передачи

Формула изобретения

Роликовая модель зубчатой передачи, преимущественно низкоскоростной, содержащая пару сопряженных под нагрузкой роликов, установленных на валах, снабженных приводами, отличающаяся тем, что один ролик имеет цилиндрический профиль и установлен на валу, расположенном в подвижной каретке, к которой приложена сопрягающая нагрузка, другой ролик имеет эллипсообразный профиль, длины профилей рабочих поверхностей обоих роликов и угловые скорости вращения роликов равны, а твердость поверхности цилиндрического ролика больше твердости поверхности эллиптического ролика.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано при исследованиях работы зубчатых передач, преимущественно низкоскоростных.

Известна роликовая модель зубчатой передачи, представляющая собой пару сопряженных под нагрузкой цилиндрических роликов, снабженных приводом. При этом поверхность одного ролика моделирует рабочую поверхность одного реального зуба, а поверхность другого ролика моделирует поверхность другого реального зуба, сопряженного с первым (см., например, Рещиков В.Ф. "Трение и износ тяжелонагруженных передач". - М.: Машиностроение, 1975, 323 с., ил., стр.31).

Недостаток данной конструкции состоит в том, что моделируемые реальные рабочие поверхности зубьев имеют вдоль своих поверхностей различные скорости взаимного скольжения (см., например, Крачельский И.В., Добычин М.Н., Кенбалов B.C. "Основы расчетов на трение и износ". - М.: Машиностроение, 1977, стр.387). Причем скорость взаимного скольжения изменяется вдоль рабочих поверхностей реальных зубьев: от низа (на полюсе зацепления, где скорости скольжения равны нулю) и увеличиваются в обе стороны от полюса зацепления.

В качестве прототипа взята конструкция роликовой модели зубчатой передачи, представляющая собой пару сопряженных под нагрузкой цилиндрических роликов, снабженных приводом. При этом поверхность одного ролика моделирует рабочую поверхность одного реального зуба, а поверхность другого ролика моделирует поверхность другого реального зуба, сопряженного с первым (см. "Машины и стенды для испытаний деталей". / Под ред. Д.Н.Решетова. - М.: Машиностроение, 1979 - 343 с., ил., стр.44).

Недостаток данной конструкции состоит в том, что профиль моделирующих роликов - цилиндрический, при этом скольжение по всей их поверхности одинаково, что искажает моделирование реальных рабочих поверхностей зубьев, снижает достоверность испытаний. И для получения реальной картины взаимодействия реальных зубьев необходимо использовать несколько пар роликов в различных режимах трения, что увеличивает время испытаний и уменьшает производительность испытаний.

Изобретением решается задача повышения достоверности роликовой модели и снижения времени исследований.

Для этого роликовая модель зубчатой передачи содержит пару сопряженных под нагрузкой роликов, установленных на валах, снабженных приводами, причем один ролик имеет цилиндрический профиль и установлен на валу, расположенном в подвижной каретке, к которой приложена сопрягающая нагрузка, другой ролик имеет эллипсообразный профиль, длины профилей обоих роликов и угловые скорости вращения роликов равны, а твердость поверхности цилиндрического ролика больше твердости поверхности эллиптического ролика.

Сущность роликовой модели поясняется чертежом, на котором изображены: цилиндрический ролик 1 и эллипсообразный ролик 2, ролик 1 установлен на валу 3, расположенном в подвижной каретке 4, перемещающейся в направляющих корпуса 5 машины трения, ролик 2 установлен на валу 6, установленном в корпусе 5 машины трения. К каретке 4 с роликом 1 приложена нагрузка Р, прижимающая ролики 1 и 2 друг к другу. Валы роликов снабжены приводом (не показано), приводящим ролики во вращение с одинаковой скоростью .

Работает данная модель следующим образом. Ролики 1 и 2 вводят в сопряжение друг с другом под нагрузкой Р и приводят во взаимное вращение с одинаковыми скоростями . Эллипсообразный профиль ролика 2 моделируют изменение взаимного скольжения реальных зубьев в зацеплении за счет эксцентриситета е эллипсообразного ролика 2. Эксцентриситет е имеет место с двух сторон ролика 2. Точки А и С ролика 2 соответствуют полюсу зацепления реального зуба, у которого скорость скольжения равна нулю, а точки В и Д - точкам профиля рабочей поверхности реального зуба, в которых скольжение максимально. То есть профиль ролика 2 моделирует за один полный оборот дважды работу рабочего профиля рабочей поверхности реального зуба. В точках А и С контактирования роликов 1 и 2 ролик 1 занимает положение I, а в точках контактирования В и Д - положение II, перемещаясь (V) на величину эксцентриситета е. Твердости роликов 1 и 2 берутся соответствующими твердости реальных зубьев. Величина эксцентриситета е рассчитывается индивидуально для каждого случая моделирования реальных зубьев зубчатых передач. Вследствие одинаковой длины профилей рабочих поверхностей роликов 1 и 2 и одинаковой скорости вращения обоих роликов производится моделирование реальных поверхностей зубьев обоими роликами - 1 и 2.

По сравнению с прототипом, данная роликовая модель позволяет повысить достоверность испытаний, снизить потребное количество пар испытуемых роликов и времени испытаний.