RU2610881C1

RU2610881C1 - Stand for testing two identical worm gears via closed loop procedure

Info

Publication number: RU2610881C1
Application number: RU2015157275A
Authority: RU
Inventors: Виктор Александрович Шурыгин; Владимир Николаевич Ходяков
Original assignee: Акционерное общество "Центральное конструкторское бюро "Титан"
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2017-02-17

Abstract

FIELD: physics, test engineering.

SUBSTANCE: invention relates to test engineering, particularly to stands for testing worm gears. The stand comprises a base having installed on it an electric motor with a belt drive, two identical bevel gear speed reducers, coupled to each other by a torsion bar with a torque sensor for rotation thereof, second pinion gears of the bevel gear speed reducers are coupled by shafts with the worm wheels of the two identical worm gears under test, the worms of which via clutch couplings are blocked with sun gears of two identical planetary reduction gears, whose planet carriers are rigidly coupled to each other by a shaft having installed on it a driven pulley of belt drive.

EFFECT: invention is characterised by enabling measurement of actual torque on worms of each test reducing gear on both magnitude and direction.

3 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к испытательным стендам, а именно к стендам для испытания червячных редукторов.The present invention relates to test benches, namely, test benches for testing worm gearboxes.

Известен стенд для испытаний червячных редукторов прямого действия («Машины и стенды для испытания деталей» Москва, «Машиностроение», 1979. Фиг. 2.36, стр. 80), содержащий балансирный электродвигатель, колодочный тормоз с пружинно-винтовым механизмом сжатия колодок, валы для подсоединения испытуемой передачи.A well-known test bench for worm gearboxes of direct action ("Machines and stands for testing parts" Moscow, "Mechanical Engineering", 1979. Fig. 2.36, p. 80), containing a balancing motor, a brake shoe with a spring-screw compression mechanism for pads, shafts for connecting the test transmission.

Недостаток этого стенда в наличии дорогостоящего устройства нагружения и необходимости подвода большой энергии.The disadvantage of this stand is the availability of an expensive loading device and the need to supply high energy.

Известен стенд с замкнутым контуром («Машины и стенды для испытания деталей». Москва, Машиностроение, 1979. Фиг. 2.39, стр. 81), содержащий два одинаковых испытуемых червячных редуктора, у которых тихоходные валы связаны торсионным валом с муфтой, а быстроходные валы - цилиндрическим редуктором, в котором предусмотрен выходной вал для подсоединения электродвигателя. Нагрузка на испытуемые редукторы (в контуре) создается закруткой торсионного вала. В этом стенде отсутствует тормозное устройство, и мощность электродвигателя определяется только внутренними потерями в контуре. В этом стенде при испытаниях один червячный редуктор работает в режиме преодоления нагрузки, а второй - в режиме помогающей нагрузки. Как известно, прямой и обратный кпд червячного редуктора разный, поэтому при одном и том же крутящем моменте на червячных колесах обоих редукторов (момент закрутки торсиона) крутящий момент на червяках разный.A well-known stand with a closed loop ("Machines and stands for testing parts." Moscow, Mechanical Engineering, 1979. Fig. 2.39, p. 81), containing two identical tested worm gearboxes, in which low-speed shafts are connected by a torsion shaft to the coupling and high-speed shafts - a cylindrical gearbox in which an output shaft is provided for connecting an electric motor. The load on the tested gearboxes (in the circuit) is created by twisting the torsion shaft. There is no braking device in this stand, and the electric motor power is determined only by internal losses in the circuit. In this test bench, one worm gearbox operates in the overcoming load mode, and the second in the assist load mode. As you know, the direct and reverse efficiency of the worm gearbox is different, therefore, with the same torque on the worm wheels of both gearboxes (the torque of the torsion bar), the torque on the worms is different.

Недостаток этого стенда в отсутствии достоверных показаний величины крутящих моментов именно на валу каждого червяка, что делает невозможным оценить качество испытуемых редукторов, которое оценивается по соотношению крутящих моментов на входном и выходном валах и невозможности закрутки торсионного вала при работающем приводе - в динамике.The disadvantage of this stand in the absence of reliable readings of the magnitude of the torques on the shaft of each worm, which makes it impossible to assess the quality of the tested gearboxes, which is estimated by the ratio of the torques on the input and output shafts and the impossibility of twisting the torsion shaft when the drive is running, is in dynamics.

Техническим результатом заявленной конструкции стенда для испытания двух одинаковых червячных редукторов по схеме замкнутого контура является возможность замеров фактических крутящих моментов на входных валах-червяках и проведения закрутки торсионного вала при работающем приводе.The technical result of the claimed design of the test bench for testing two identical worm gearboxes according to a closed loop scheme is the ability to measure actual torques on the input worm shafts and spin the torsion shaft with the drive running.

Указанный технический результат достигается тем, что в стенд, содержащий основание, электродвигатель с ременной передачей, два технологических конических редуктора, связанных между собой торсионным валом с датчиком его закрутки, установлены два одинаковых планетарных редуктора по схеме 2K-H, солнечные шестерни которых связаны с червяками испытуемых червячных редукторов, водила связаны между собой, а коронная шестерня каждого редуктора имеет возможность поворота и установленным на ней рычагом взаимодействует посредством талрепа и поворотного рычага с датчиком нагрузки, установленным на основании.The specified technical result is achieved by the fact that in a stand containing a base, an electric motor with a belt drive, two technological bevel gears, interconnected by a torsion shaft with a twist sensor, two identical planetary gears are installed according to the 2K-H scheme, the sun gears of which are connected to the worms of tested worm gears, the carrier is interconnected, and the ring gear of each gearbox can be rotated and interacts with the lever mounted on it by means of a lanyard and mouth lever with load sensor mounted on the base.

Такое выполнение стенда позволяет закрутку торсиона талрепом производить при работающем приводе, иметь достоверные показания крутящего момента на червяке каждого испытуемого червячного редуктора как по величине, так и по направлению, и по соотношению его с крутящим моментом на колесе червячного редуктора (крутящий момент закрутки торсионного вала) давать объективную оценку его качества.This design allows the torsion bar to spin with a turnbuckle while the drive is running, to have reliable torque readings on the worm of each tested worm gearbox both in magnitude and direction, and in relation to its ratio with the torque on the worm gear wheel (torsion shaft torque) give an objective assessment of its quality.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого стенда.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed stand.

На фиг. 2 дан поперечный разрез с видом на талреп - механизм разворота.In FIG. Figure 2 shows a cross-section with a view of the lanyard - a reversal mechanism.

Стенд содержит основание 1, электродвигатель 2 с ременной передачей 3, два технологических конических редуктора 4, одни шестерни которых связаны между собой торсионным валом 5 с датчиком 6 его закрутки, а вторые шестерни через валы 7 - с червячными колесами 8 и 9 двух одинаковых испытуемых червячных редукторов 10 и 11, червяки 12 и 13 каждого из которых через зубчатые муфты 14 и 15 связаны с солнечными шестернями 16 и 17 двух одинаковых планетарных редукторов 18 и 19, водила 20 и 21 которых жестко связаны между собой и на их соединительном валу установлен ведомый шкив 22 ременной передачи привода от электродвигателя 2.The stand contains a base 1, an electric motor 2 with a belt drive 3, two technological bevel gears 4, one gears of which are connected by a torsion shaft 5 with a sensor 6 of its twist, and the second gears through shafts 7 - with worm wheels 8 and 9 of two identical tested worm gears gearboxes 10 and 11, worms 12 and 13 of each of which are connected to the sun gears 16 and 17 of two identical planetary gearboxes 18 and 19 through gear couplings 14 and 15, the carrier 20 and 21 of which are rigidly connected to each other and a bucket is installed on their connecting shaft the pulley 22 of the belt drive transmission from the electric motor 2.

Корона 23 и 24 каждого планетарного редуктора выполнена поворотной и через жестко закрепленный на ней рычаг 25, на котором установлена поворотная гайка 26, взаимодействующая через винт 27 талрепа с ответной поворотной гайкой 28, установленной в поворотном рычаге 29, выполненным балансиром, взаимодействует с датчиком нагрузки - штоком 30 гидроцилиндра 31 с установленным в его полости не показанном на чертеже манометром.The crown 23 and 24 of each planetary gearbox is made rotary and through a lever 25 rigidly mounted on it, on which a rotary nut 26 is installed, interacting through a turnbuckle screw 27 with a counter rotary nut 28 installed in the rotary lever 29 made by the balancer, interacts with the load sensor - the rod 30 of the hydraulic cylinder 31 with a pressure gauge not shown in the drawing installed in its cavity.

Стенд работает следующим образом.The stand works as follows.

На стенд устанавливаются два одинаковых испытуемых червячных редуктора 10 и 11, червячные колеса которых валами 7 соединяются с валами технологических конических редукторов 4. В зависимости от направления закрутки торсиона 5 винтом 27 талрепа устанавливается исходное взаимное положение рычагов 25 и 29 - то ли они раздвинуты, то ли сдвинуты.Two identical tested worm gearboxes 10 and 11 are installed on the stand, the worm wheels of which are connected by shafts 7 to the shafts of the technological bevel gears 4. Depending on the direction of the torsion bar 5, the turnbuckle screw 27 sets the initial relative position of the levers 25 and 29 - whether they are apart, then are shifted.

Зубчатыми муфтами 14 и 15 червяки 12 и 13 испытуемых редукторов 10 и 11 блокируются с солнечными шестернями 16 и 17. Испытуемые червячные редукторы 10 и 11 таким образом оказываются в замкнутом контуре.With gear couplings 14 and 15, the worms 12 and 13 of the tested gearboxes 10 and 11 are locked with the sun gears 16 and 17. The tested worm gearboxes 10 and 11 thus end up in a closed loop.

Включается электродвигатель 2, вращением винтов 27 талрепов закручивается торсионный вал 5 крутящим моментом, контролируемым по датчику 6 его закрутки.The electric motor 2 is turned on, the torsion shaft 5 is twisted by rotation of the lanyard screws 27 with a torque controlled by the sensor 6 of its twist.

Пересчетом показаний манометров определяется крутящий момент М_К на короне, крутящий момент на червяке М_Ч - солнечной шестерне, как известно, равен _By recalculating the readings of the pressure gauges, the torque M _K on the crown is determined, the torque on the worm M _H , the sun gear, is known to be

где z_c - число зубьев солнечной шестерни,where z _c is the number of teeth of the sun gear,

z_к - число зубьев коронной шестерни,z _to - the number of teeth of the ring gear,

0,98 - кпд планетарного редуктора.0.98 - the efficiency of the planetary gear.

Показания крутящего момента на солнечных шестернях-червяках 12 и 13 разные на обоих червячных редукторах 10 и 11, т.к. в замкнутом контуре на одном редукторе преодолевается момент закрутки торсиона, а на втором - это помогающий момент.The torque readings on the sun gear worms 12 and 13 are different on both worm gears 10 and 11, because in a closed loop on one gearbox, the torque of the torsion bar is overcome, and on the second it is a helping moment.

В предлагаемом стенде регистрируется именно фактический крутящий момент на червяке независимо от величины крутящего момента на соединительном валу водил, соответственно, по соотношению его с моментом на червячном колесе (торсионном вале) может даваться объективная оценка качества испытуемого редуктора.In the proposed stand, it is precisely the actual torque on the worm that is recorded, regardless of the magnitude of the torque on the drive shaft, accordingly, by its ratio with the moment on the worm wheel (torsion shaft), an objective assessment of the quality of the tested gearbox can be made.

Изменение величины нагрузки в контуре (величину закрутки торсионного вала) при работающем приводе в динамике расширяет эксплуатационные качества стенда, позволяет запуск электродвигателя проводить на холостом ходу без нагрузки, соответственно, при его меньшей мощности.Changing the magnitude of the load in the circuit (the magnitude of the twist of the torsion shaft) when the drive is running in dynamics expands the performance of the bench, allows the motor to start idling without load, respectively, at its lower power.

Claims

1. A test bench for two identical worm gearboxes according to a closed loop circuit, containing a base, an electric motor with a belt drive, two technological bevel gears, interconnected by a torsion shaft with a twist sensor, characterized in that two identical three-link planetary gears are set in the stand, some links of which are connected by gear couplings with the worms of the tested worm gearboxes, the second links are rigidly interconnected, and the third link of each gearbox can be rotated and a lever mounted thereon by means interacts reversal mechanism and the pivot arm with the load sensor mounted on the base.

2. The stand according to claim 1, characterized in that the planetary gears are made according to the 2K-N scheme, the sun gears of which are connected to the worms of the tested worm gears, the carriers are interconnected, and the ring gears can be rotated.

3. The stand according to claim 1, characterized in that the rotation mechanism is made with a turnbuckle.