SU119001A1 - Установка дл испытани зубчатых передач - Google Patents

Description

Установки дл  испытани  зубчатых передач по замкнутому способу, снабженные эксцентриковыми возбудител ми, известны. Отличительна  особенность предлагаемой установки за1слючаетс  в том, что внейв качестве возбудител  применен одноступенчатый планетарный механизм. Механизм этот снабжен трем  парами сателлитов, на ос х которых эксцентрично закреплены наборы дисков-грузов. Применение такбго возбудител  упрощает настройку установки на заданный режим испытани , что обеспечивает возможность проведени  испытаний различных рёдук торов с переменными режимами без необходимости сложной переналадКИ: установки.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема возбудител  предложенной установки; на фиг. 2 - разрез по линии АА на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - схемы, по сн ющие принцип действи  и настройку этого возбудител ; на фиг. 5 - схема-всей установки.

Инерционный возбудитель предложенной установки представл ет одноступенчатый планетарный механизм, независимый от других ее элементов . Устроен он следующим образом.

Со сквозным валом Л (фиг. 1 и 2) возбудител  жестко св зано водило 2, несущее блок трех пар сателлитов 3, 4 и 5.

На оси 6 каждого сателлита закреплен эксцентрично набор из k грузов (на фиг. 1 и 2 3 и грузы обозначены цифрами 7, 8, 9). При настройке возбудител  на конкретный режим испытаний грузы закрепл ютс  в системе своего сателлита так, чтобы два крайних груза были смещены относительно среднего. При вращении водила сателлиты обкатывают центральное неподвижное колесо 10, враща сь вокруг собственных осей с угловой скоростью

«J Py4. (У 3, 4, 5)(1)

где - модуль угловой скорости сателлита ; при вращении вокруг его собственной оси,

(«2 -модуль угловой скорости водила и Pj - числа, задаваемые так:

Я

г 4 --ii,

/э , - ,. - .

где Zio- число зубцов центрального колеса 10, а,

Zs, Z4, Zs - числа зубцов сателлитов 3, 4 к 5.

Безразмерные числа I, д, s и г определ ютс  по следующей методике .

Если т - масса грузов, закрепленных в системе сателлита j, rj - радиус-вектор центра т жести грузов (начало вектора лежит на оси вращени  сателлита), Prj и Ре/ -Силы инерции грузов при относительном и переносном движении сателлита /, а кориолисову силу инерции грузов обозначить через Pkj (фиг. 3), то принима  во внимание формулу (1):

PrJ my/7Руо.,2, Pkj - ItnjrjPj й.- (j 3. 4, 5).(3)

Инерционные силы, приведенные в формуле (3), возбуждают на валу водила крут щий момент но закону гармоники. Силы Рг/ и Pk направлены ПО одной рациональной пр мой, лини  действи  силы Ре/ проходит через ось вращени  водила. Если - рассто ние между осью вращени  сателлита и осью вращени  водила, то

My imj rj Rj (2 f Py) PJ (Oj sin (Pj ср.ау l, (/ 3, 4, 5).(4)

где M/ - момент инерционных сил грузов относительно оси сращени  водила,

2 - угол поворота водила, а / и а/ определ ютс  по изложенной ниже методике настройки возбудител .

Система грузов, закрепленных в блоке всех трех сателлитов, возбуждает на валу / замкнутого контура момент по закону суммы трех гармоник- На этом и основано действие возбудител .

Предполагаетс , что в услови х эксплуатации мащины, дл  которой предназначен испытуемый зубчатый механизм, экспериментально построен график периодической функции

м /Ы.

(, .)(5)

где - угол поворота главного вала и

М-крут щий момент на этом валу, аЬ -период установивщегос  движени  мащины.

Экснериментально построенный график может быть выражен аналитически формулой

М

+ А„5т(п,а„},(6)

так, что

Л„ V ,

а„ arctg -, (,2...)

,

-

№ii900i

где а„ и Ь„ - коэффициенты фурье момента формулы (5). Эти коэффициенты могут быть получены по любой схеме практического гармонического анализа.

Предполагаетс  также, что почти дл  каждой машины, примен емой в современом машиностроении, многочлен (6) можно с точностью, достаточной дл  задач динамических испытаний редукторов, аппроксимировать тригонометрической суммой

Ъ. -1- (/гз2 - ««s ( 9- - ()

где q, S, г - целые числа, каждое из которых не превышает пор дка старшей гармоники многочлена (6).

Обеспечива  возбудителю достаточно широкую область применени , можно, в частности, дл  испытани  широкой гаммы редукторов положить 9 : 1, S 2, г 3, т. е. модулировать на стенде сумму первых трех гармонических составл юш,их момента формулы (5).

По формулам (4) и (7) вычисл ютс  статические моменты и углы закреплени  грузов. Свободный член разложени  формулы (7) обеспечиваетс  соответствуюшей настройкой нагружател  (упругого либо другого типа), обслуживаюш,его при испытани х замкнутый цикл.

Чтобы при одном наборе грузов получать разные амплитуды гармоники данной частоты, в системе каждого сателлита закрепл етс  k грузов . При 3 (фиг. 4)

mj rj rj (2m/cos9 -- mj),(8)

где mi-массы крайних грузов и mj - масса среднего груза; т/г/ - статический момент всего набора грузов, заданный по формуле (7) дл  данной гармоники. Отсюда угол настройки грузов: arc cos I - Испытани  зубчатых механизмов в замкнутом цикле с применением возбудител  переменных моментов возможны на следующих режимах:

1-й режим. Если испытуемый зубчатый механизм предназначен дл  передачи небольшой мошности, то в формулах (,2) и (4) / / и возбудитель встраиваетс  в ведомую (тихоходную) ветвь замкнутого контура , как это показано на фиг. 5.

На этой фигуре, изображающей схему всей установки, прин ты следующие обозначени : // - балансирпый электродвигатель, 12 - редуктор , 13 - инерционный возбудитель, 14 - нагружатель.

2-й режим. Если испытуемый редуктор не удовлетвор ет условию испытани  по 1-му режиму, то в формулах (2) и (4)

где « 1 - углова  скорость ведущей и 2 - зтлова  скорость ведомой ветви замкнутого контура. Возбудитель встраиваетс  в ведущую (быстроходную ) ветвь замкнутого контура.

3-й режим. Если зубчатый механизм предназначен дл  передачи столь больщой мощности, что он не удовлетвор ет и услови м 2-го режима испытаний, то в систему замкнутого контура ввод тс  два возбудител : дл  первого возбудител  г / и он встраиваетс  в ведомую (тихоходную ветвь замкнутого контура; дл  второго возбудител  i удовлетвор ет формуле (10) и он встраиваетс  в ведущую (быстроходную) -ветвь замкнутого контура.

- 3 -№ 119001

f 1/9)

1 Г mjrj mj

mj J

2 mjrj mj

1--,(10)

№ 119001 4 -

4-й режим. В формулах (2) и (4) принимаетс  г 1 и возбудитель ветраиваетс  в ведущую ветвь замкнутого контура. Это позволит вести испытани , форсированные по числу циклов момента формулы (б). При благопри тном соотношении в формуле (7) чисел q, s, г форсированные испытани  будут проходить на режиме, близком к эксплуатационному .

Инерционный возбудитель описанной выше конструкции допускает, таким образом, испытани  на четырех режимах при достаточно широком диапазоне амплитуд трех гармоник крут шего момента.

Предмет изобретени 

Установка дл  испытани  зубчатых передач по замкнутому способу с эксцентриковым возбудителем, отличающа с  тем, что, с целью упрощени  настройки установки на заданный режим испь1тани , в качестве возбудител  применен одноступенчатый планетарный механизм с трем  парами сателлитов, на ос х которых эксцентричнб закреплены наборы дисков-грузов.