RU176398U1 - Установка для исследования зубчатых колес - Google Patents
Установка для исследования зубчатых колес Download PDFInfo
- Publication number
- RU176398U1 RU176398U1 RU2017114461U RU2017114461U RU176398U1 RU 176398 U1 RU176398 U1 RU 176398U1 RU 2017114461 U RU2017114461 U RU 2017114461U RU 2017114461 U RU2017114461 U RU 2017114461U RU 176398 U1 RU176398 U1 RU 176398U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- recording
- gears
- angular displacement
- torque
- sensors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к определению параметров износостойкости, ресурса и предельных параметров выхода из строя зубчатых колес. Заявленная установка для исследования зубчатых колес состоит из статического модуля, закрепленного на основании, включающего опорные элементы, датчики регистрации углового перемещения и крутящего момента, устройство регистрации измерительного сигнала, привод вращения, и подвижного модуля, установленного с возможностью перемещения по направляющим, закрепленным на основании, содержащего опорные элементы, датчики регистрации углового перемещения и крутящего момента, устройство регистрации измерительного сигнала, привод вращения, эталонное зубчатое колесо, установленное на валу и входящее в цепь последовательно соединенных валов, находящихся на одной оси с валом двигателя. Статический и подвижный модули снабжены дополнительными датчиками регистрации крутящего момента и углового перемещении. При этом на подвижном модуле закреплена с возможностью перемещения по горизонтали и вертикали, а также изменения угла наклона камера видеосъемки процесса взаимодействия эталонного и исследуемого зубчатых колес в инфракрасном диапазоне оптического спектра с высоким разрешением и большой частотой смены кадров, позволяющая определять температуры взаимодействующих элементов. Технический результат - увеличение числа измеряемых параметров с целью получения наиболее полной картины процессов взаимодействия зубчатых колес с возможностью прогнозирования поведения и последующего детального анализа полученных статистических данных и видеоматериалов. 2 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к области машиностроения, а именно к испытательной технике, и может использоваться для исследования процесса износа и прочности зубчатой передачи, а также определения их кинематических параметров.
Известно устройство для испытания на прочность зубчатых колес и их элементов (Патент РФ на изобретение №2139512, МПК G01M 13/02, дата приоритета 06.05.1998, опубликовано 10.10.1999), содержащее корпус с установленным в нем испытуемым зубчатым колесом, нагружатель, с которым взаимодействуют переходник, нагружающий элемент и антифрикционные втулки для установки испытуемого зубчатого колеса вместе с валом, имеющим шлицы. Недостатки устройства заключаются в необходимости серьезного вмешательства при смене зубчатого колеса, необходимости изготовления дополнительных валов при изменении посадочного диаметра, а также невозможности испытания колес на трение и износ.
Наиболее близкий из выявленных и принятый за прототип стенд для исследования зубчатых колес (Патент РФ на полезную модель №155823, МПК G01M 13/00, дата приоритета 17.03.2015, опубликовано 20.10.2015). Устройство состоит из основания со статическим модулем, содержащим опорные элементы, датчики регистрации крутящего момента и углового перемещения, привод вращения и устройство регистрации измерительного сигнала, и подвижного модуля, установленного на направляющие и содержащего опорные элементы, датчики регистрации крутящего момента и углового перемещения, привод вращения, устройство регистрации измерительного сигнала и эталонное зубчатое колесо, установленное на валу и входящее в цепь последовательно соединенных валов, находящихся на одной оси с валом двигателя. При этом статический и подвижный модули снабжены дополнительными датчиками регистрации крутящего момента и углового перемещения. Недостатками ближайшего аналога являются его ограниченные функциональные возможности, заключающиеся в следующем:
- невозможность получения температур эталонного зубчатого колеса и исследуемого, важных при исследовании процессов трения;
- отсутствие возможности видеосъемки процесса испытаний с его последующим воспроизведением в замедленном режиме, а также определения момента начала разрушения исследуемого зубчатого колеса, позволяющего выявить точные данные предела прочности.
Решается задача расширения функциональных возможностей с одновременным увеличением количества измеряемых параметров и получением наиболее полной картины процесса взаимодействия зубчатых колес, с возможностью прогнозирования поведения и последующего детального анализа полученных статистических данных и видеоматериалов.
Сущность заключается в том, что установка для исследования зубчатых колес, состоящая из основания со статическим и подвижным модулями, содержащими опорные элементы, датчики регистрации крутящего момента и углового перемещения, приводы вращения и устройства регистрации измерительного сигнала, эталонное зубчатое колесо, установленное на валу и входящее в цепь последовательно соединенных валов, находящихся на одной оси с валом двигателя, снабжена закрепленной на подвижном модуле с возможностью перемещения по горизонтали и вертикали и изменения угла наклона камерой видеосъемки процесса взаимодействия эталонного и исследуемого зубчатых колес в инфракрасном диапазоне оптического спектра с высоким разрешением и большой частотой смены кадров, позволяющей определять температуры взаимодействующих элементов.
Используемая видеокамера производит видеосъемку с высокой четкостью и большой частотой смены кадров, что позволяет получить подробную картину процесса взаимодействия зубчатых колес и температурные параметры области контакта и его окружения. Камера закреплена с возможностью перемещения по вертикали и горизонтали, а также изменения угла наклона и позволяет производить видеосъемку зубчатых колес с разным межосевым расстоянием, с разных ракурсов, а также разные их фрагменты.
Проведя анализ характеристик прототипа и заявляемого устройства, видим, что предложенная конструкция оснащена камерой видеосъемки в инфракрасном диапазоне с высокой четкостью и большой частотой смены кадров, что позволяет получить наиболее полную картину взаимодействия зубчатых колес, получить температурные характеристики и нализировать проведенные испытания в режиме замедленного воспроизведения видеоматериалов.
Сущность заявляемой полезной модели поясняют фиг. 1 и 2, где:
на фиг. 1 представлена установка для исследования зубчатых колес, вид спереди;
на фиг. 2 - взаимодействие установки для исследования зубчатых колес с ЭВМ.
Установка содержит основание 1 с расположенными на нем подвижным и статичным модулями. Статичный модуль состоит из пластин 2, 3 и 4. Двигатель 5 крепится к пластине 2, датчик крутящего момента 6 крепится к пластине 3, а датчик углового перемещения 7 крепится к пластине 4. Компенсационная муфта 8 соединяет двигатель 5 с датчиком крутящего момента 6, который при помощи компенсационной муфты 9 соединен с валом 10, на противоположно конце, которого находится место установки исследуемого зубчатого колеса 11. Между валами 10 и 12 зажимается зубчатое колесо 11. Вал 12 соединен с датчиком угловых перемещений 7. Подвижный модуль состоит из платформы 13, закрепленной на двух каретках 14, двигающихся по направляющим 15. Пластины 16, 17 и 18 прикреплены к платформе 13. Датчик крутящего момента 19 крепится к пластине 16, датчик углового перемещения 20 крепится к пластине 17, а двигатель 21 крепится к пластине 18. Компенсационная муфта 8 соединяет двигатель 21 с датчиком крутящего момента 19, который при помощи компенсационной муфты 9 соединен с валом 22. Вал 23 соединен с датчиком угловых перемещений 20. Эталонное зубчатое колесо 24 фиксируется между валами 22 и 23.
На фиг. 2 представлена схема взаимодействия установки с ЭВМ. Исследуемое зубчатое колесо 11 зажимается между валами 22 и 23. На двигатель 5 с ЭВМ подается управляющий сигнал, задающий момент вращения на валу двигателя 25, с которого датчиком крутящего момента 6 измеряется реальное значение крутящего момента и передается на ЭВМ. Вал 26 датчика 6 передает вращательное движение на вал 10 с закрепленным на нем исследуемым зубчатым колесом 11. Вал 12 с креплением также начинает вращаться, с которого датчиком угловых перемещений 7 формируется сигнал об угловых перемещениях и передается на ЭВМ. На двигателе 21 с ЭВМ задается тормозной момент. Эталонное зубчатое колесо 24, закрепленное между валами 22 и 23, приводится в движение. Датчик угловых перемещений 20 регистрирует сигнал с вала 23, датчик крутящего момента 19 - с вала 27. Эти сигналы передаются на ЭВМ. Видеокамера 28 производит съемку процесса взаимодействия в инфракрасном диапазоне оптического спектра и передает на ЭВМ, где производится считывание данных о температуре, а также накопление и хранение видеоматериала. На ЭВМ вычисляются значения КПД передачи, мертвого хода и кинематической ошибки, оценивается возможность дополнительного нагружения и долговечность передачи, а также определяются моменты повреждения зубчатых колес и причины их возникновения. На основе полученных данных составляется общее заключение об износе зубчатой пары. Положение подвижной платформы 13 задается с ЭВМ, передачей координат кареток 14 подвижного модуля.
Пример конкретной реализации.
Исследуемое зубчатое колесо с модулем m=0.5 и числом зубьев z=36 устанавливают между валами 10 и 12. Эталонное зубчатое колесо с модулем m=0.5 и числом зубьев z=42 устанавливают между валами 22 и 23. При включении на двигатель статического модуля подается сигнал, создающий момент вращения на валу двигателя 25, равный М=3.5 кг⋅см, с этого вала датчиком момента снимается заданный момент для проверки. Вращательное движение подается на исследуемое зубчатое колесо. Датчик угловых перемещений снимает сигнал через постоянные промежутки времени и передает их на компьютер. На второй двигатель подается тормозной момент М2=3.5 кг⋅см. Со второго вала также снимается задающий момент. Данные с датчиков передаются на компьютер, где производится анализ. Был задан один момент, а с датчиков получен реальный. При идеальных условиях эти моменты будут равны, и КПД будет 100%. В реальных условиях будет получен реальный КПД. Также снимаются угловые перемещения и передаются на компьютер. Тем самым межосевое расстояние, определяемое по формуле 
, при прямозубой передаче можно регулировать подвижным модулем на направляющих. Анализируя данные угловых перемещений, определяются кинематическая погрешность и мертвый ход по формуле 
Период функции 
равен 
, где х - общий множитель чисел зубьев z1 и z2 шестерни и колеса. При 
и целом x=z1, T=2π. Если z1 и z2 не имеют общих множителей, то T=2πz1, следовательно, пределы изменения периода 2π<Т<2πz1.
Например, при z1=36 и z2=42 (х=6) 
, т.е. для оценки кинематической погрешности передачи необходимо в этом случае колесо повернуть на шесть оборотов, шестерня при этом сделает семь оборотов. Тем самым, используя определенные формулы и данные с датчиков вычисляем характеристики зубчатого колеса.
Оценка возможности дополнительного нагружения передачи и определение моментов и причин возникновения повреждения зубчатой пары производится по полученному видеоматериалу с видеокамеры 28, установленной на высоте зоны контакта под прямым углом к зубчатым колесам. Благодаря съемке в инфракрасном диапазоне оптического спектра получаются достоверные данные о температуре в зоне контакта, что позволяет наблюдать динамику изменения температур зубчатых колес в зависимости от нагрузки и частоты вращения. Съемка с большой частотой кадров дает возможность наблюдать момент разрушения зубчатого колеса в замедленном режиме и определить как причину возникновения дефекта, так и ее последствия.
Таким образом, установка для исследования зубчатых колес обеспечивает получение большего количества данных о процессе взаимодействия, расширяет возможности анализа и обработки полученных данных, позволяет получить наиболее полную картину зубчатого зацепления и дает возможность накапливать статистические данные для улучшения характеристик исследуемых деталей без усложнения конструкции, превосходит ранее известные аналоги и прототип.
Claims (1)
- Установка для исследования зубчатых колес, состоящая из статического модуля, закрепленного на основании, включающего опорные элементы, датчики регистрации углового перемещения и крутящего момента, устройство регистрации измерительного сигнала, привода вращения, и подвижного модуля, имеющего возможность перемещения по направляющим, закрепленным на основании, содержащего опорные элементы, датчики регистрации углового перемещения и крутящего момента, устройство регистрации измерительного сигнала, привод вращения, эталонное зубчатое колесо, установленное на валу и входящее в цепь последовательно соединённых валов, находящихся на одной оси с валом двигателя, при этом статический и имеющий возможность перемещения модули снабжены дополнительными датчиками регистрации крутящего момента и углового перемещения, отличающаяся тем, что снабжена закрепленной на подвижном модуле, с возможностью перемещения по горизонтали и вертикали и изменения угла наклона камерой видеосъемки процесса взаимодействия эталонного и исследуемого зубчатых колес в инфракрасном диапазоне оптического спектра с высоким разрешением и большой частотой смены кадров, позволяющей определять температуры взаимодействующих элементов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017114461U RU176398U1 (ru) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | Установка для исследования зубчатых колес |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017114461U RU176398U1 (ru) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | Установка для исследования зубчатых колес |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU176398U1 true RU176398U1 (ru) | 2018-01-17 |
Family
ID=68235211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017114461U RU176398U1 (ru) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | Установка для исследования зубчатых колес |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU176398U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108709740A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-10-26 | 安徽吉斯通自动化装备有限公司 | 新型顶盖检测工具 |
| CN110514419A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-29 | 西安交通大学 | 一种可测量高速旋转动密封磨损特性的装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215174A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-10 | Shinko Electric Co Ltd | 歯車試験装置 |
| RU2296969C2 (ru) * | 2005-05-18 | 2007-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет" | Стенд для определения кинематических параметров зубчатых зацеплений |
| RU118433U1 (ru) * | 2012-03-05 | 2012-07-20 | Александр Николаевич Петровский | Устройство для исследования прочности зубчатых колес |
| CN104280225A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 武藏精密工业株式会社 | 齿轮检查装置 |
| RU155823U1 (ru) * | 2015-03-17 | 2015-10-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Стенд для исследования зубчатых колес |
-
2017
- 2017-04-25 RU RU2017114461U patent/RU176398U1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215174A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-10 | Shinko Electric Co Ltd | 歯車試験装置 |
| RU2296969C2 (ru) * | 2005-05-18 | 2007-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет" | Стенд для определения кинематических параметров зубчатых зацеплений |
| RU118433U1 (ru) * | 2012-03-05 | 2012-07-20 | Александр Николаевич Петровский | Устройство для исследования прочности зубчатых колес |
| CN104280225A (zh) * | 2013-07-09 | 2015-01-14 | 武藏精密工业株式会社 | 齿轮检查装置 |
| RU155823U1 (ru) * | 2015-03-17 | 2015-10-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" (Университет ИТМО) | Стенд для исследования зубчатых колес |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108709740A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-10-26 | 安徽吉斯通自动化装备有限公司 | 新型顶盖检测工具 |
| CN110514419A (zh) * | 2019-07-22 | 2019-11-29 | 西安交通大学 | 一种可测量高速旋转动密封磨损特性的装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101200066B (zh) | 用于监控工业机器人的状态的方法和控制系统 | |
| RU192398U1 (ru) | Устройство для определения коэффициента трения смазочных материалов | |
| RU176398U1 (ru) | Установка для исследования зубчатых колес | |
| CN108548776B (zh) | 一种橡胶材料表面摩擦性能测试装置 | |
| CN105277428A (zh) | 脆性材料高低温加载下力学特性损伤变化测量系统及方法 | |
| KR20180102992A (ko) | 장비 내의 긴 튜브형 물체를 검사하기 위한 이동식 검출기 및 방법 | |
| CN103278934B (zh) | 一种用于星载光学遥感器的焦面对接装置及方法 | |
| CN106198248A (zh) | 飞轮盘多功能旋转弯曲疲劳试验系统 | |
| Janssens et al. | Comparison of torsional vibration measurement techniques | |
| CN109781413A (zh) | 一种高精度滚动轴承保持架稳定性测试装置及方法 | |
| CN109540782A (zh) | 一种销盘式摩擦磨损试验机 | |
| CN116086284A (zh) | 基于机器视觉的减速器回差测量方法及测量装置 | |
| CN103033344A (zh) | 一种光学系统焦距检测方法 | |
| CN104697461B (zh) | 螺纹轮廓扫描装置 | |
| RU2600080C1 (ru) | Устройство для исследования триботехнических характеристик материалов | |
| CN117074023A (zh) | 一种测试轴承滚动体强度的试验装置 | |
| CN105651640B (zh) | 一种邵氏硬度计全自动检定装置以及方法 | |
| JP2014167425A (ja) | 中空組立体用検査装置及び中空組立体の検査方法 | |
| CN216050019U (zh) | 一种机械臂关节模组测试装置 | |
| RU155823U1 (ru) | Стенд для исследования зубчатых колес | |
| RU165020U1 (ru) | Устройство бесконтактного измерения деформации | |
| CN109708873A (zh) | 变速器总成中离合器扭矩传递特性的试验方法及装置 | |
| RU2303250C1 (ru) | Установка для испытания изделий на фреттинг | |
| CN220084558U (zh) | 一种键连接力检测实验系统的加载测量系统 | |
| RU2411496C2 (ru) | Способ экспериментально-теоретического определения фрикционных характеристик пары трения для передачи вращательного движения и устройство для его осуществления |