способ управления процессом сборки зубчатых передач и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ управления процессом сборки зубчатых передач, включающий нанесение номеров зубьев, установку комплекта входного вала с шестерней и зубчатого колеса в корпус с одновременным их предварительным и окончательным соединением, причем при предварительном соединении контролируют боковой зазор при всех возможных сочетаниях сопряжений зубьев шестерни и зубчатого колеса по их номерам, последовательно поворачивая шестерню и зубчатое колесо на один угловой шаг, каждый раз фиксируя фиксатором положение одного из элементов зубчатой передачи, например, зубчатого колеса, до полного оборота их для каждого возможного сочетания сопряжений их зубьев; при окончательном соединении вводят в контакт ту пару зубьев шестерни и зубчатого колеса, для которой математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение бокового зазора имеют наименьшие величины, после чего присоединяют крышку к корпусу, отличающийся тем, что установку комплекта входного вала с шестерней в корпус с одновременным предварительным и окончательным соединением контроль бокового зазора выполняют автоматически с помощью захватного механизма, приводимого в действие пневмоприводом, и механизма осевого перемещения шестерни, величину и направление перемещения которого осуществляют от привода возвратно-поступательного движения ползуна, перемещения которого, в свою очередь, ограничивают по сигналам датчика возвратно-поступательного перемещения шестерни командами системы автоматического управления; контроль бокового зазора на каждом возможном сочетании сопряжений зубьев шестерни и зубчатого колеса выполняют посредством датчика бокового зазора, подающего сигналы о величине бокового зазора, и счетчиков номеров зубьев - о номерах зубьев в запоминающий блок системы автоматического управления при повороте шестерни захватным механизмом шестерни и механизмом возвратно-поступательного движения шестерни на величину бокового зазора сначала в одну, а по сигналу датчика крутящего момента поворота шестерни и команде системы автоматического управления затем в обратную сторону; после достижения шестерней предельной величины угла ее поворота, ограниченной исключением возможности заклинивания зубьев либо одного из двух рычагов при касании ими зубчатого колеса, по сигналу датчика момента поворота шестерни и команде системы автоматического управления останавливают повороты шестерни, в первом случае выводят фиксатор из впадины зуба зубчатого колеса, сообщают шестерне поворот вокруг собственной оси на один угловой шаг, возвращают фиксатор во впадину следующего зуба зубчатого колеса, продолжают измерения бокового зазора при сопряжении следующей пары зубьев шестерни и зубчатого колеса, а во втором случае разводят два рычага, выводят их из касания с шестерней, поворачивают их вокруг центральной оси шестерни до их исходного положения, вводят снова во впадины зубьев шестерни, сжимают рычаги, замыкая их на шестерню, и продолжают действия по контролю бокового зазора с оставшимися сочетаниями сопряжений зубьев; при переходе к контролю последующего сочетания сопряжений зубьев шестерни и зубчатого колеса по сигналам датчиков номеров зубьев и командам системы автоматического управления сообщают шестерне посредством механизма возвратно-поступательного перемещения шестерни поступательное перемещение выводом ее из корпуса собираемого насоса и контакта с зубчатым колесом на величину, превосходящую ее длину, поворот ее на угловой шаг зубьев, обратное поступательное перемещение внутрь корпуса до касания его торцом; при окончательном соединении по командам системы автоматического управления на основе информации запоминающего блока и результатов расчета вычислительного блока вводят в контакт ту пару зубьев шестерни и зубчатого колеса, для которой математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение бокового зазора станут иметь наименьшие величины.

2. Устройство для управления процессом сборки зубчатых передач, содержащее станину, элементы установки насоса, фиксатор углового положения одного из зубчатых колес, механизм измерения бокового зазора, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено системой автоматического управления, механизмом захвата шестерни, механизмом возвратно-поступательного перемещения шестерни, механизмом возвратно-поворотного движения шестерни, входы приводов которых связаны с выходами системы автоматического управления; датчиком бокового зазора, датчиком возвратно-поступательного перемещения шестерни, датчиками считывания номеров зубьев, датчиком крутящего момента поворота шестерни, датчиком силы поступательного перемещения шестерни, выходы которых соединены с входами системы автоматического управления; корпусом с размещенными на нем названными механизмами; ползуном, соединенным упруго с корпусом посредством планки с наклеенным на ней датчиком силы возвратно-поступательного перемещения шестерни, выполненным в виде тензоэлемента, причем ползун имеет возможность перемещения по направляющим станины под воздействием размещенного на нем и на станине механизма возвратно-поступательного перемещения шестерни, и линейкой, закрепленной на ползуне, предназначенной для отсчета величины и направления возвратно-поступательного перемещения шестерни с помощью соответствующего датчика, установленного на станине с рабочим зазором относительно линейки; механизм возвратно-поворотного движения шестерни выполнен в виде гильзы, содержащей внутри пневмоцилиндр с механизмом захвата шестерни, имеющей возможность поворота в собственных опорах вращения, размещенных в корпусе, через червячную передачу от шагового электродвигателя, установленного на корпусе, причем червячное колесо червячной передачи установлено на гильзе упруго в круговом направлении посредством датчика крутящего момента поворота шестерни; механизм захвата шестерни выполнен в виде двух рычагов клещеобразного исполнения, подпружиненных друг относительно друга, имеющих возможность концами длинных плеч замыкаться на впадины зубьев шестерни, а коротких плеч - на клинообразный конец штока пневмоцилиндра, приводимого в действие поршнем от сжатого воздуха, имеющего возможность подаваться через муфту, кран, вход которого связан с выходом системы автоматического управления; механизм измерения бокового зазора выполнен в виде датчика бокового зазора, диск с делениями которого установлен жестко на гильзе, а чувствительный элемент, имеющий возможность фиксировать угол поворота шестерни, на корпусе, выходом связан с входом системы автоматического управления; фиксатор углового положения одного из зубчатых колес, например, электромагнитного исполнения, входом связан с выходом системы автоматического управления, установлен на станине с возможностью периодического контакта с впадинами зубчатого колеса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано в машиностроении при сборке шестеренных насосов и аналогичных сборочных единиц с зубчатыми передачами.

Известны аналогичные способы управления процессом сборки зубчатых передач (Д.С.Белецкий. Технология насосостроения. М.: Машгиз, 1956. - С.465. Патент №1834986, F 04 С 2/08, 18/08, 23/00, Технология машиностроения. Специальная часть: Учебник для машиностроительных специальностей вузов. Гусев А.А., Ковальчук Е.Р., Колесов И.М. и др. - М.: Машиностроение, 1986. - 480 с., 38-39; патент №2130131, F 04 C 2/08, F 16 H 1/00), например, гидромашин, включающие установку ведущего вала с одним рабочим колесом, в том числе шестерней, и другого рабочего колеса, например, зубчатого, в корпус, последующее присоединение крышки к корпусу. Аналогичные способы повышают надежность работы сборочной единицы. Однако аналогичные способы управления процессом сборки имеют и недостаток, заключающийся в том, что они не обеспечивают требуемой производительности и точности.

В качестве прототипа по своей технической сущности наиболее близко к изобретению подходит способ управления процессом сборки зубчатых передач (патент №2130131, F 04 C 2/08, F 16 H 1/00, БИ 13, 99 с приоритетом от 08.02.96), включающий нанесение номеров зубьев, установку комплекта входного вала с шестерней и зубчатого колеса в корпус с одновременным их предварительным и окончательным соединением, причем при предварительном соединении контролируют боковой зазор при всех возможных сочетаниях сопряжений их зубьев; при окончательном соединении вводят в контакт ту пару зубьев шестерни и зубчатого колеса, для которой математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение бокового зазора имеют наименьшие величины, после чего присоединяют крышку к корпусу. Способ-прототип значительно повышает эксплуатационные свойства, надежность шестеренных насосов за счет уменьшения утечки рабочей жидкости. Однако способ-прототип имеет и недостаток - низкую производительность, т.к. все основные операции выполняются вручную. Заявляемый способ управления процессом сборки лишен указанного недостатка.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе управления процессом сборки зубчатых передач, включающем нанесение номеров зубьев, установку комплекта входного вала с шестерней и зубчатого колеса в корпус с одновременным их предварительным и окончательным соединением, причем при предварительном соединении контролируют боковой зазор при всех возможных сочетаниях сопряжений зубьев шестерни и зубчатого колеса по их номерам, последовательно поворачивая шестерню и зубчатое колесо на один угловой шаг, каждый раз фиксируя фиксатором положение одного из элементов зубчатой передачи, например зубчатого колеса, до полного оборота их для каждого возможного сочетания сопряжений их зубьев; при окончательном соединении вводят в контакт ту пару зубьев шестерни и зубчатого колеса, для которой математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение бокового зазора имеют наименьшие величины, после чего присоединяют крышку к корпусу, установку комплекта входного вала с шестерней в корпус с одновременным предварительным и окончательным соединением, контроль бокового зазора выполняют автоматически с помощью захватного механизма, приводимого в действие пневмоприводом, и механизма осевого перемещения шестерни, величину и направление перемещения которого осуществляют от привода возвратно-поступательного движения ползуна, перемещения которого, в свою очередь, ограничивают по сигналам датчика перемещения шестерни командами системы автоматического управления; контроль бокового зазора на каждом возможном сочетании сопряжений зубьев шестерни и зубчатого колеса выполняют посредством датчика бокового зазора, подающего сигналы о величине бокового зазора, и счетчиков номеров зубьев - о номерах зубьев в запоминающий блок системы автомеханического управления при повороте шестерни захватным механизмом шестерни и механизмом возвратно-поворотного движения шестерни на величину бокового зазора сначала в одну, а по сигналу датчика крутящего момента поворота шестерни и команде системы автоматического управления затем в обратную сторону; после достижения шестерней предельной величины угла ее поворота, ограниченной исключением возможности заклинивания зубьев, либо одного из двух рычагов при касании ими зубчатого колеса, по сигналу датчика момента поворота шестерни и команде системы автоматического управления останавливают повороты шестерни, в первом случае выводят фиксатор из впадины зуба зубчатого колеса, шестерне сообщают поворот вокруг собственной оси на один угловой шаг, возвращают фиксатор во впадину следующего зуба зубчатого колеса, продолжают измерения бокового зазора при сопряжении следующей пары зубьев шестерни и зубчатого колеса; а во втором случае разводят два рычага, выводят их из касания с шестерней, поворачивают их вокруг центральной оси шестерни до их исходного положения, вводят снова во впадины зубьев шестерни, сжимают рычаги, замыкая их на шестерню, и продолжают действия по контролю бокового зазора с оставшимися сочетаниями сопряжений зубьев; при переходе к контролю последующего сочетания сопряжений зубьев шестерни и зубчатого колеса по сигналам датчиков номеров зубьев и командам системы автоматического управления сообщают шестерне посредством механизма возвратно-поступательного перемещения шестерни поступательное перемещение выводом ее из корпуса собираемого насоса и контакта с зубчатым колесом на величину, превосходящую ее длину, поворот ее на угловой шаг зубьев, обратное поступательное перемещение вовнутрь корпуса до касания его торцом; при окончательном соединении по командам системы автоматического управления на основе информации запоминающего блока и результатов расчета вычислительного блока вводят в контакт ту пару зубьев шестерни и зубчатого колеса, для которой математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение бокового зазора станут иметь наименьшие величины.

Заявляемый способ управления процессом сборки отличен от прототипа вводом новых операций и выполнением известных по-иному. Так, введена операция измерения угла поворота шестерни с помощью соответствующего датчика и ввод его сигналов в систему автоматического управления. Введена операция измерения крутящего момента поворота шестерни посредством датчика момента поворота шестерни и ввод его сигналов в систему автоматического управления. Введена операция измерения и ограничения осевого перемещения шестерни с помощью датчика перемещений шестерни. Известная операция контроля бокового зазора выполняется по-другому, а именно посредством соответствующего датчика, и предусмотрен ввод сигналов этого датчика, дающего более достоверную и точную информацию по сравнению со стрелочным прибором, в систему автоматического управления. Известная операция по определению номеров зубьев шестерни и зубчатого колеса выполняется по-иному по сравнению с визуальным способом, используемым в способе-прототипе, а именно с помощью датчиков, причем с вводом этой информации в систему автоматического управления и хранении ее там в блоке памяти. Это упрощает, ускоряет процесс сборки и исключает ошибку. Известные операции периодического поворота шестерни, ввода и вывода ее из корпуса и из зацепления с зубчатым колесом, а также ввода и вывода фиксатора из зацепления выполняют по-иному, т.е. механизированы с элементами автоматического управления. Это позволяет резко сократить время и повысить точность их выполнения по сравнению с ручным исполнением в способе-прототипе. Изменение структуры способа управления процессом сборки и изменение характера известных действий - операций позволяет достигнуть новый технический результат в виде резкого повышения производительности путем исключения ручного труда, а также повысить точность и достоверность определения искомых величин, что, в свою очередь, позволяет достигнуть еще более высоких эксплуатационных свойств зубчатых передач, в частности насосов. В результате удается уменьшить утечку рабочей жидкости за счет уменьшения бокового зазора, а в других сборочных единицах - повысить кинематическую точность передачи.

Таким образом, названные выше отличительные признаки влияют на достигаемый новый технический результат, то есть находятся в причинно-следственной связи с ним. Следовательно, признаки являются существенными.

Известны аналогичные устройства для осуществления способа управления процессом сборки зубчатых передач (патент РФ №1834986, F 04 С 2/08, 18/08, 23/00; Д.С.Белецкий. Технология насосостроения. М.: Машгиз, 1956. - С. 465; Патент РФ №2130131, F 04 C 2/08, F 16 H 1/00, БИ, 13, 99), содержащие корпус, установочные элементы для установки насоса, контрольно-измерительные элементы. Известные устройства позволяют контролировать боковые зазоры, управлять процессом сборки, но в ручной реализации. То есть их основной недостаток - низкая производительность и недостаточное качество сборки.

В качестве прототипа по своей технической сущности наиболее близко к изобретению подходит устройство управления процессом сборки зубчатых передач (патент РФ №2130131, F 04 C 2/08, F 1611 1/00, БИ 13, 99; приоритет от 08.02.96), содержащее станину, элементы установки зубчатой передачи, фиксатор углового положения одного из зубчатых колес, механизм измерения бокового зазора. На устройстве-прототипе возможно реализовать способ управления процессом сборки при измерении бокового зазора в различных сочетаниях контакта зубьев шестерни и зубчатого колеса. Однако устройство имеет существенный недостаток - все действия выполняют на нем вручную с большими затратами времени. Большое число количественных показателей необходимо отдельно хранить, а затем математически обрабатывать. То есть он страдает низкой производительностью и недостаточной надежностью. Заявляемое устройство лишено указанного недостатка.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для управления процессом сборки зубчатых передач, содержащее станину, элементы установки насоса, фиксатор углового положения одного из зубчатых колес, механизм измерения бокового зазора, оно дополнительно снабжено системой автоматического управления, механизмом захвата шестерни, механизмом возвратно-поступательного перемещения шестерни, механизмом возвратно-поворотного движения шестерни, входы приводов которых связаны с выходами системы автоматического управления; датчиком бокового зазора, датчиком возвратно-поступательного перемещения шестерни, датчиками считывания номеров зубьев, датчиком крутящего момента поворота шестерни, выходы которых соединены с входами системы автоматического управления; корпусом с размещенными на нем названными механизмами; ползуном, соединенным упруго с корпусом посредством планки с наклеенным на ней датчиком силы возвратно-поступательного перемещения шестерни, выполненным в виде тензоэлемента, причем ползун имеет возможность перемещения по направляющим станины под воздействием размещенного на нем и на станине механизма возвратно-поступательного перемещения шестерни, и линейкой, закрепленной на ползуне, предназначенной для отсчета величины и направления возвратно-поступательного перемещения шестерни с помощью соответствующего датчика, установленного на станине с рабочим зазором относительно линейки; механизм возвратно-поворотного движения шестерни выполнен в виде гильзы, содержащей внутри пневмоцилиндр с механизмом захвата шестерни, имеющей возможность поворота в собственных опорах вращения, размещенных в корпусе, через червячную передачу от шагового электродвигателя, установленного на корпусе, причем червячное колесо червячной передачи установлено на гильзе упруго в круговом направлении посредством датчика крутящего момента поворота шестерни; механизм захвата шестерни выполнен в виде двух рычагов клещеобразного исполнения, подпружиненных друг относительно друга, имеющих возможность концами длинных плеч замыкаться на впадины зубьев шестерни, а коротких плеч - на клинообразный конец штока пневмоцилиндра, приводимого в действие поршнем от сжатого воздуха, имеющего возможность подаваться через муфту, кран, вход которого связан с выходом системы автоматического управления; механизм измерения бокового зазора выполнен в виде датчика бокового зазора, диск с делениями которого установлен жестко на гильзе, а чувствительный элемент, имеющий возможность фиксировать угол поворота шестерни, - на корпусе, выходом связан с входом системы автоматического управления; фиксатор углового положения одного из зубчатых колес, например, электромагнитного исполнения входом связан с выходом системы автоматического управления, установлен на станине с возможностью периодического контакта с впадинами зубчатого колеса.

Отличительные признаки изобретения устройства связаны с изменением его структуры. Введены новые структурные элементы, отсутствующие в устройстве-прототипе:

- система автоматического управления;

- механизм захвата шестерни;

- механизм возвратно-поступательного перемещения шестерни;

- механизм возвратно-поворотного движения шестерни;

- датчик бокового зазора;

- датчик возвратно-поступательного перемещения шестерни;

- датчики считывания номеров зубьев;

- датчик крутящего момента шестерни.

Отличительные признаки связаны также с формой и размерами выполнения отдельных элементов устройства. Изменение структуры, формы и размеров конструктивных элементов устройства позволяет получить новый технический результат: повысить производительность и точность зубчатой передачи. Поскольку отличительные признаки изобретения - устройства влияют на новый технический результат, то есть находятся с ним в причинно-следственной связи, они являются существенными.

В заявке представлены следующие графические материалы: фиг.1 - принципиальная схема способа и устройства управления процессом сборки зубчатых передач; фиг.2 - схема сопряжения зубьев шестерни и зубчатого колеса.

Шестеренный насос, собираемый заявляемым способом, состоит из корпуса 1 с зубчатой передачей в виде шестерни 2 и зубчатого колеса 3. Шестерня 2 установлена на входном валу 4, имеющим возможность вращаться во втулах 5 и 5' (условно не показана, т.к. расположена в крышке, также условно не показанной). Шестерня 2 имеет возможность зацепляться с зубчатым колесом 3. Зубчатое колесо 3 имеет возможность вращаться на пальце 6, запрессованном в корпусе 1.

При сборке имеется возможность устанавливать шестеренный насос в устройство на элементы 7 установки насоса. Устройство, расположенное на станине 8, состоит из механизма возвратно-поступательного движения шестерни 2, выполнено в виде ползуна 9, имеющего возможность возвратно-поступательно перемещаться по направляющим 10 станины 8, привода 11 ползуна 9, содержащего, например, электродвигатель, передачи, винт с гайкой (условно не показанные). Устройство состоит также из механизма возвратно-поворотного движения шестерни 2, выполненного в виде гильзы 12, имеющей возможность поворачиваться в собственных опорах 13 - подшипниках, установленных в корпусе 14, связанном упруго с ползуном 9. Этот поворот гильзы 12 возможен, например, через червячную передачу 15, 16 от шагового электродвигателя 17. Червячное колесо 16 упруго закреплено на гильзе 12. Вход шагового электродвигателя 17 соединен электрически с выходом системы 18 автоматического управления (САУ), от которой имеется возможность получать команды на его включение и выключение. На гильзе 12 установлен диск 19 с делениями датчика бокового зазора. Чувствительный элемент 20 датчика бокового зазора установлен на корпусе 14, имеет возможность фиксировать угол поворота гильзы 12, а следовательно, шестерни 2, и электрически его выход связан с входом САУ 18, в которую он имеет возможность подавать сигналы о величине бокового зазора.

Устройство снабжено механизмом захвата шестерни 2, выполненным в виде двух рычагов 21, 22 клещеобразного исполнения, соединенных пружиной 23, имеющих возможность одновременно поворачиваться в противоположные стороны вокруг общей оси 24, закрепленной на гильзе 12. Рычаги 21, 22 имеют возможность силового замыкания концами длинных плеч 25 на впадины зубьев шестерни 2, а концами коротких плеч 25' - на клиновой конец 26 штока поршня 27 пневмоцилиндра 28, встроенного в гильзу 12. Пневмоцилиндр 28 через муфту 29, кран 30 соединен с системой подачи сжатого воздуха. Вход крана 30 соединен с выходом САУ 18. Таким образом, рычаги 21, 22 механизма захвата шестерни 2 имеют возможность сжиматься и разжиматься по командам САУ 18, тем самым сжимая или разжимая шестерню 2.

Устройство снабжено линейкой 31, установленной на ползуне 9, и датчиком 32 возвратно-поступательного перемещения шестерни 2, установленным на станине 8 с рабочим зазором относительно линейки 31. Датчик 32 может иметь, например, фотоэлектрическое исполнение, выход его соединен с входом САУ 18. Он имеет возможность посылать сигналы в САУ 18 о величине поступательного перемещения шестерни 2. Устройство также снабжено датчиками 33, 34 считывания номеров зубьев; датчик 38 - зубьев шестерни 2, датчик 34 - зубьев зубчатого колеса 3 при их повороте вокруг собственных осей. Датчики 33, 34 могут иметь, например, фотоэлектрическое исполнение. Выходы их соединены с входами САУ 18, и они имеют возможность посылать сигналы о номерах зацепляющихся зубьев. Кроме того, устройство снабжено датчиком 35 крутящего момента поворота шестерни 2, выполненным, например, в виде упругой планки с наклеенным на ней чувствительным элементом в виде тензоэлемента. Червячное колесо 16, установленное упруго на гильзе 12, соединено с ней посредством названной упругой планки с тензоэлементом. Выход датчика 35 крутящего момента поворота шестерни 2 электрически связан с входом САУ 18. Датчик 35 имеет возможность подавать сигнал в САУ 18 о величине крутящего момента поворота шестерни 2, сообщаемого шестерне 2 механизмом возвратно-поворотного движения шестерни 2. Устройство снабжено также датчиком 36 силы возвратно-поступательного перемещения шестерни 2. Для этого ползун 9 связан с корпусом 14 посредством пластины 37. Датчик 36 выполнен, например, в виде тензоэлемента, наклеенного на пластину 37. Выход датчика 36 электрически связан с входом САУ 18. Таким образом, датчик 36 имеет возможность подавать сигналы в САУ 18 о величине силы поступательного перемещения шестерни 2 при ее касании зубчатого колеса 3 и внутреннего торца корпуса 1 насоса. Устройство снабжено фиксатором 38 углового положения зубчатого колеса 3, например, электромагнитного исполнения. Фиксатор 38 установлен на станине 8 с возможностью перемещения его фиксирующего элемента во впадину зуба, например, зубчатого колеса 3. Вход фиксатора 36 электрически связан с выходом САУ 18. Таким образом, по командам САУ 18 фиксирующий элемент фиксатора 36 имеет возможность перемещаться вовнутрь и из впадины зубьев зубчатого колеса 3.

Работа способа и устройства в динамике.

Насос для сборки по заявляемому способу устанавливают без крышки в устройство на опоры-элементы 7 установки насоса. Подводят фиксатор 38 к зубчатому колесу 3 и датчики 33, 34 считывания номеров зубьев - в исходное положение. Включают систему автоматического управления (САУ) 18. По команде САУ 18 корпус 14 с ползуном 9, механизмом захвата шестерни перемещаются от привода 11 ползуна по направлению к шестерне 2. Далее, длинные плечи 25 входят во впадины зубьев шестерни 2 в зоне вне контакта ее зубьев с зубьями зубчатого колеса. Включается насос 29 и кран 30, либо кран 30 открывает сеть воздухопровода сжатого воздуха. Сжатый воздух поступает в пневмоцилиндр 28 и привод в движение поршень и шток 27, конический конец 26 которого давит на короткие плечи подпружиненных пружиной 23 рычагов 21, 22. Рычаги 21, 22 одновременно поворачиваются вокруг общей оси 24, закрепленной на пневмоцилиндре 28, и зажимают механизм захвата шестерни 2. В этом положении шестерня 2 и пневмоцилиндр 28, оси симметрии которых совпадают, составляют одно целое. После этого начинается измерение бокового зазора в зацеплении первой пары зубьев шестерни и зубчатого колеса 3, находящейся в зацеплении. Для этого САУ 18 подает команду на включение шагового электродвигателя 17. Через червячную передачу 15, 16, датчик 35 крутящего момента получает вращение гильза 12 в подшипниках 13, а с ней захватный механизм шестерни и сама шестерня 2. Это вращение медленное до той поры, пока датчик 35 крутящего момента не подаст сигнал в САУ 18 о предельном значении крутящего момента. Как только крутящий момент вращения шестерни 2 достиг предельного значения, а происходит это в момент времени, когда противоположная сторона зуба шестерни 2 коснется следующего зуба зубчатого колеса 3, вращение гильзы 12, захватного механизма и шестерни 2 останавливается. Остановка происходит по сигналу датчика 35 крутящего момента шестерни 2. За время указанного медленного вращения шестерни 2 ее угол поворота измеряет датчик бокового зазора, чувствительный элемент 20 которого взаимодействует с диском 19 с делениями, и сигнал о боковом зазоре посылает в САУ 18. Для обеспечения получения надежных результатов измерения по команде САУ 18 шестерне сообщает медленное вращение в обратную сторону до возрастания крутящего момента шестерни 2 до критического значения. Остановка вращения. Пауза. Вращение медленное шестерни 2 теперь в первоначальном направлении, т.е. происходит двоекратное круговое ее покачивание. Во время этих покачиваний продолжается измерение бокового зазора. Таким образом, в САУ 18 поступают сигналы о трех значениях бокового зазора. После этого по команде САУ 18 фиксатор 38 отводится, и шестерня 2 поворачивается на один следующий угловой шаг зубьев, а с ней и зубчатое колесо 3. Фиксатор 38 входит в следующую впадину, и вращение зубчатого колеса 3 останавливается. Далее происходит троекратное измерение бокового зазора аналогично описанному выше при зацеплении первой пары зубьев шестерни 2 и зубчатого колеса 3. Так происходят измерения бокового зазора для третьей, четвертой и последующих пар зубьев, пока не будут перебраны все варианты пар зацепления зубьев. Одновременно с измерениями бокового зазора в САУ 18 посылают сигналы датчики 33, 34 считывания номеров зубьев о фактических номерах зубьев, находившихся в зацеплении.

Далее переходят к измерению бокового зазора при сдвиге зубьев на один угловой шаг, повторяя все описанные выше действия при первоначальном зацеплении первой пары зубьев и переборе поворота всех вариантов зацепления. Для этого САУ 18 выдает команду на осевое перемещение шестерни 2 путем включения привода 11 ползуна 9. С началом работы привода 11 ползуна 9 ползун 9 с корпусом 14, механизмом захвата шестерни и самой шестерней 2 перемещаются в сторону, противоположную корпусу 1 насоса, до полного извлечения шестерни 2 из корпуса 1. В этот момент времени по сигналу датчика 32 перемещения поступательное движение шестерни 2 прекращается. По команде САУ 18 включается шаговый электродвигатель 17, который сообщает через червячную передачу 15, 16 вращательное движение гильзе 12, механизму захвата шестерни и самой шестерне 2. Происходит поворот шестерни 2 на один угловой шаг зубьев, по завершении которого по сигналу чувствительного элемента 20 датчика бокового зазора в САУ 18 и ее команде это движение останавливается. САУ 18 выдает команду приводу 11 ползуна, и шестерня 2 опускается, входит в корпус 1 насоса до соприкосновения с его внутренним торцом. По сигналу датчика 36 силы перемещения шестерни 2 ее поступательное движение останавливается. Начинается второй цикл измерения бокового зазора, т.е. для зацепления второго сочетания зубьев шестерни 2 и зубчатого колеса 3. Измерения бокового зазора для третьего, четвертого и последующих сопряжении зубьев выполняются аналогично. Величины боковых зазоров хранятся в памяти вычислительного блока САУ 18, и в конце сборочной операции выполняются необходимые вычисления вычислительным блоком. Определяется то сопряжение зубьев, для которого математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение бокового зазора имеют наименьшую величину. На этом завершается предварительное соединение зубьев шестерни 2 и зубчатого колеса 3. Для окончательного их соединения по команде САУ 18 шестерня 2 автоматически выводится из корпуса 1 насоса, поворачивается на нужный угол до возможности сопряжения найденных пары зубьев. Шестерня 2 автоматически вводится описанным выше образом в корпус 1 насоса до сопряжения с зубчатым колесом. Захватный механизм шестерни 2 отводится автоматически в исходное положение. Фиксатор 38 автоматически отводится от зубчатого колеса 3. Собранный насос снимают с элементов 7 установки насоса и передают на следующую сборочную операцию. В устройство устанавливают следующий собираемый насос.

Пример конкретного выполнения. Требуется произвести сборку зубчатой передачи шестеренного насоса трактора. Насос должен обеспечить подачу масла к быстроизнашивающимся деталям. Давление масла 5 кг с/см² (0,6 Мпа), производительность насоса 8 л/мин при частоте вращения 1450 мин^-1 . На зубья шестерни и зубчатого колеса наносят метки или выбивают их номера. В данном случае их число 12. Допуск на боковой зазор составляет 0,45 мм. Допуск на утечку масла 4,49 л/мин. Насос без крышки устанавливают горизонтально в устройство, аналогичное фиг.1. Подводят фиксатор к впадине зуба зубчатого колеса. Включают систему автоматического управления. Механизм захвата шестерни автоматически захватывает шестерню. Осуществляются автоматически все действия, необходимые для измерения бокового зазора во всех возможных вариантах сопряжений зубьев согласно описанной выше последовательности. Повторяют их 12 раз. Система автоматического управления, ее вычислительный блок находят, что наиболее эффективным вариантом соединения зубьев являются №1 и №4. Он обеспечивает наименьшую величину верхнего предельного отклонения бокового зазора в 0,107 мм, что меньше допуска 0,45 мм более чем в 4 раза. Другие варианты соединений тоже обеспечивают допустимый боковой зазор. Но найденный вариант №1-№4 обеспечивает наименьшую утечку масла. Время на сборку в примере затрачивается по сравнению с прототипом в 27 раз меньше.

Экономическая эффективность заявляемого способа управления процессом сборки зубчатых передач может быть определена как разность экономии от повышения производительности процесса сборки, повышения надежности машин, в которых установлена зубчатая передача, например за счет уменьшения утечки масла, и дополнительных расходов на сборку в связи с ее автоматизацией.