Устройство для контроля кинематической точности зубчатых передач

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ ТОЧНОСТИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ(71) Заявитель Учреждение образования Могилевский государственный технический университет(73) Патентообладатель Учреждение образования Могилевский государственный технический университет(57) Устройство для контроля кинематической точности зубчатых передач, содержащее промежуточное и контролируемое колеса, образующие контролируемую передачу с ведущим и ведомым валами, эталонную передачу, электрическую систему преобразования в электрические сигналы величин углов поворота ведомых валов контролируемой и эталонной передач и блок сравнения, соединенные с блоком регистрации сигналов, отличающееся тем, что содержит фотоэлектрический преобразователь, соединенный с блоком сравнения, при этом ведущий вал контролируемой передачи снабжен делительным диском с фиксатором,ведомый вал контролируемой передачи снабжен измерительным диском с радиальными прорезями, расположенным в щелевом проеме фотоэлектрического преобразователя, эталонная передача выполнена в виде регулируемого источника постоянного напряжения, соединенного с блоком сравнения сигналов, который выполнен в виде вычитающего элемента на двух резисторах, при этом число прорезей измерительного диска 2 выбрано из соотношения 21,где 1 - число делений делительного диска- передаточное отношение контролируемой передачи. Изобретение относится к машиностроению, а именно к измерительной технике, и может быть использовано для измерения кинематических погрешностей зубчатых передач. Известен прибор для контроля кинематической точности зубчатых колес, включающий контролируемую передачу, состоящую из контролируемого и измерительного (эталонного) колес, эталонную передачу с точным передаточным отношением, и измерительное устройство, определяющее разность между углами поворота ведомого вала точной передачи и вала эталонного колеса, находящегося в зацеплении с контролируемым. По этой разности углов поворота, выраженной в единицах длины делительной окружности, судят о кинематической погрешности контролируемого зубчатого колеса (Тайц Б.А., Марков Н.Н. Нормы точности и контроль зубчатых колес. - М. Машгиз,1962. - С. 14-16). Этот прибор имеет следующие недостатки. Во-первых, для каждого контролируемого колеса, образующего зубчатую передачу с эталонным колесом, необходима своя точная передача, создающая точное передаточное отношение, по отношению к которой производятся измерения. Во-вторых, контролируется передача контролируемое колесо - эталонное колесо, а не реальная пара зубчатых колес, используемая в редукторах, коробках передач автомобилей, коробках скоростей или коробках подач станков и т.д. Поэтому контролируемое колесо при работе в паре с другим реальным зубчатым колесом может дать другие величины кинематических погрешностей, а не такие, как это было зафиксировано при зацеплении с эталонным колесом. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является прибор для контроля кинематических погрешностей зубчатых колес, содержащий промежуточное колесо, контролируемое и эталонное, которые образуют две сравниваемые зубчатые передачи одна - это колесо промежуточное- колесо контролируемое, а вторая - колесо промежуточное - колесо эталонное. О точности контролируемого колеса здесь судят по рассогласованию углов поворота ведомых валов указанных передач, т.е. колеса контролируемого и колеса эталонного при повороте промежуточного (ведущего) колеса на некоторый угол (Тайц Б.А.,Марков Н.Н. Нормы точности и контроль зубчатых колес. - М. Машгиз, 1962. - С. 14-16). Недостатками такого прибора являются невозможность оценки кинематической точности реальной пары зубчатых колес и необходимость применения эталонных колес с тем же числом зубьев, что и контролируемые. Эти недостатки обусловлены тем, что в данном приборе кинематические погрешности определяются по рассогласованию углов поворота ведомых валов контролируемой и эталонной передач. Задачей изобретения является упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей устройств для контроля кинематических погрешностей зубчатых колес за счет обеспечения контроля реальных пар зубчатых колес и реальных передач (редукторов, коробок скоростей, коробок подач и т.д.). Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для контроля кинематической точности зубчатых передач, включающем промежуточное и контролируемое колеса, образующие контролируемую передачу с ведущим и ведомым валами, эталонную передачу, электрическую систему преобразования в электрические сигналы величин углов поворота ведомых валов контролируемой и эталонной передач и блок сравнения, соединенные с блоком регистрации сигналов, согласно изобретению, содержит фотоэлектрический преобразователь, соединенный с блоком сравнения, при этом ведущий вал контролируемой передачи снабжен делительным диском с фиксатором, ведомый вал контролируемой передачи снабжен измерительным диском с радиальными прорезями, расположенным в щелевом проеме фотоэлектрического преобразователя, эталонная передача выполнена в виде регулируемого источника постоянного напряжения, соединенного с блоком сравнения сигналов,который выполнен в виде вычитающего элемента на двух резисторах, при этом число прорезей измерительного диска 2 выбрано из соотношения 21,где 1 - число делений делительного диска- передаточное отношение контролируемой передачи. Сущность изобретения поясняется схемой устройства. Устройство для контроля кинематической точности зубчатых передач (см. схему) содержит контролируемую зубчатую передачу, составленную из промежуточного 1 и контролируемого 2 колес, насаженных на ведущий 3 и ведомый 4 валы соответственно, установленный на ведущем валу делительный диск 5 с некоторым числом делений 1, фиксатор 6 делительного 2 4341 1 диска, измерительный диск 7, закрепленный на ведомом валу контролируемой передачи и размещенный в щелевом проеме фотоэлектрического преобразователя 8, регулируемый источник постоянного напряжения 9,имитирующий эталонную передачу, блок сравнения электрических сигналов 10, выполненных на двух резисторах 11 и 12, и регистратор 13. В отличие от прототипа предлагаемое устройство не связано с применением эталонного (или измерительного) колеса, образующего с промежуточным колесом эталонную передачу, по отношению к которой оценивается точность угла поворота контролируемого колеса. Здесь эталонная передача представлена регулируемым источником постоянного напряжения 9. Величина установленного напряжения этого источника имитирует точные углы поворота ведомого вала 4 контролируемой передачи, соответствующие одинаковым углам поворота ее ведущего вала 3, при условии, что контролируемая передача абсолютно точная. Одинаковые углы поворота ведущего вала 3 в данном устройстве реализуются при помощи делительного диска 5 и фиксатора 6. Поскольку контролируемая передача имеет кинематические погрешности, постольку равным углам поворота ее ведущего вала соответствуют неравные углы поворота ведомого вала. В данном устройстве углы поворота ведомого вала преобразуются в напряжения, пропорциональные этим углам. Это обеспечивают фотоэлектрический преобразователь 8 и измерительный диск 7, установленный на ведомом валу контролируемой передачи. Перекрытие светового потока фотоэлектрического преобразователя 8 лепестком измерительного диска 7 происходит в зависимости от погрешности угла поворота ведомого вала контролируемой передачи, а вместе с ним и измерительного диска. Световой поток перекрывается больше или меньше, и фотодатчик формирует меньший или больший сигнал по сравнению с сигналом, установленным эталонной передачей источником постоянного напряжения 9. Предлагаемое устройство для сравнения этих сигналов снабжено блоком сравнения 10, выполненного в виде вычитающего элемента. По разности сравниваемых сигналов можно судить о кинематической точности контролируемой передачи. Поэтому в устройстве предусмотрен регистратор разности сравниваемых сигналов. Для того чтобы обеспечить повороты измерительного диска 7 на один угловой шаг при повороте делительного диска 5 на одно деление, число делений 1 делительного диска 5 и число прорезей 2 измерительного диска выбирается по соотношению 21,где- передаточное отношение контролируемой передачи. Устройство работает следующим образом. При выполнении контроля кинематической точности зубчатой передачи, составленной из зубчатых колес 1 и 2, осуществляют повороты ведущего вала 3 передачи на равные углы при помощи делительного диска 5 с фиксатором 6. Угол поворота составляет 1360/1,где 1 - число делений делительного диска. При этом ведомый вал 4 контролируемой передачи поворачивается на угол 2360/(1). Вместе с ведомым валом поворачивается и закрепленный на нем измерительный диск 7 на тот же угол 360/(1). На измерительном диске выполнены радиальные прорези. Их число 21. Следовательно,при повороте делительного диска 5 на один угловой шаг, равный 360/1, измерительный диск 7 повернется также на один угловой шаг, равный 360/2. Если контролируемая передача идеально точная, то равным углам поворота делительного диска 360/1 будут соответствовать одинаковые углы поворота измерительного диска, равные 360/2. Если же имеют место кинематические погрешности передачи, то равным углам поворота делительного диска 360/1 будут соответствовать неодинаковые углы поворота измерительного диска 360/2, где- угловая погрешность поворота, определяющая кинематическую погрешность передачи. Измерительный диск 7 расположен в щелевом проеме фотоэлектрического преобразователя 8. И если углы поворота измерительного диска 2 одинаковые, то при каждом повороте делительного диска на угол 1 измерительный диск 7 будет перекрывать световой поток фотоэлектрического преобразователя 8 на одну и ту же величину. Сформированный фотоэлектрическим преобразователем сигнал от контролируемой передачи поступает в блок сравнения 10 сигналов, на резистор 12 (см. схему). Сигнал от эталонной (идеальной) передачи поступает на резистор 11 блока сравнения в противофазе, и на выходе этого блока образуется сигнал, который регистрируется регистратором 13. Эталонная передача в данном устройстве имитируется регулируемым источником 9 постоянного напряжения. Величина эталонного сигнала устанавливается такой, чтобы в исходном положении контролируемой передачи результирующий сигнал, поступающий на регистратор, был равным нулю. 4341 1 В качестве регистратора может служить любой вольтметр, отградуированный либо в линейных, либо в угловых единицах угла поворота ведомого вала передачи. Таким образом, данное устройство решает задачу упрощения конструкции и расширения функциональных возможностей при контроле кинематических погрешностей зубчатых колес и реальных передач. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.