SU1728705A1 - Стенд дл исследовани динамики механических коробок передач - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к испытательной технике, и может быть использовано дл  экспериментального определени  оперативным путем динамических свойств механических коробок передач. Изобретение позвол ет расширить информативность стенда за счет обеспечени  возможности определени  амплитудно-частотной характеристики коробки передач, На вход 21 сумматора 19 от генератора 24 синусоидальных сигналов подаетс  напр жение с фиксированной частотой , например 0,5 Гц, на вход 20 сумматора 19 - от регулируемого источника 23 посто нного тока. На обмотке 3 возбуждени  электротормоза 2 по вл етс  напр жение, пропорциональное сумме указанных напр жений , а на вторичном валу передачи 4 по вл етс  момент, пропорциональный напр жению, приложенному к обмотке 3 2 (Л С

Description

возбуждени . С помощью элемента 15 выдел етс  синусоидальна  составл юща  выходного сигнала датчиков 5 и 6 момента и при открытом диоде 40 конденсатор 39 зар жаетс  с малой посто нной времени до значительной величины. В момент времени, кагда напр жение на конденсаторе 39 станет больше мгновенного значени  измер емого напр жени , диод 40 закроетс . Затем конденсатор 39 разр жаетс . В установившемс  режиме конденсатор 39 практически зар жаетс  до амплитуды входного на преобразователь 16 напр жени . Напр жение на резисторе 41 представл ет собой синусоидальное напр жение, посто нна  составл юща  которого равна амплитуде входного на преобразователь 16 напр жени , оно сглаживаетс  фильтром 42 и поступает на входы делител  7. На первичном валу также устанавливаетс  гармоническое колебание момента той же частоты, но с другой амплитудой , оно преобразуетс  аналогично и поступает на вход делител  7. Сигнал на выходе делител  7 регистрируетс  прибором 8. По полученным отсчетам регистрирующего прибора 8 строитс  амплитудно-частотна  характеристика коробки передач на заданной передаче. Дл  других включенных передач эта характеристика строитс  аналогично. 1 з.п. ф-лы, б ил.

Изобретение относитс  к машиностроению , а именно к испытательной технике, и может быть использовано дл  экспериментального определени  оперативным путем динамических свойств механических коробок передач.

Известен стенд дл  испытани  механических коробок передач, содержащий ба- лансирный электродвигатель, вращающий первичный вал коробки передач, вторичный вал которой соединен с тормозом и динамометры дл  измерени  крут щих моментов

1.

Недостатком известного стенда  вл етс  то, что на нем не обеспечиваетс  возможность определени  экспериментальным путем динамических характеристик испытуемых коробок передач.

Известен также стенд, содержащий приводной двигатель, кинематически соединенный с входным валом испытываемой трансмиссии, электрический тормоз с обмоткой возбуждени , кинематически соединенный с выходным валом испытываемой трансмиссии, датчик крут щего момента, установленный на валу электрического тормоза , формирователь, генератор шума, элемент выделени  случайного сигнала, усилитель мощности, источник напр жени  и сумматоры 2.

Недостатком такого стенда  вл етс  то, что он обладает ограниченными технологическими возможност ми, так как на нем не обеспечиваетс  возможность экспериме- тального определени  частотных характеристик трансмиссии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  стенд дл  испытани  механизмов, содержащий привод и нагружатель , кинематически соедин емые с валами испытуемого механизма, кинематически св зываемые с последними датчики момента и систему управлени , включающую подключаемый к последним входами,  вл ющимис  входами системы управлени , блок вычитани , блок задани  и блок управлени , подключаемый первым выходом к первому входу последнего, вторым и

третьим выходами,  вл ющимис  выходами системы управлени , - соответственно к приводу и нагружателю, таймер, выход которого св зан с вторым входом блока задани , подключенный к первому выходу

последнего первым входом и к выходу блока вычитани  вторым входом делитель, св занный с первым выходом последнего первым входом и с вторым выходом блока задани  вторым входом блок пам ти, подключенный

к выходу последнего первым входом и к второму выходу делител  вторым входом блок сравнени , первый выход которого св зан с входом блока управлени , и блок сигнализации, вход которого св зан с вторым выходом блока сравнени  3.

Недостатком известного стенда  вл етс  ограниченна  информативность.

Указанный недостаток обусловлен тем, что проблема повышени  качества, надежности и долговечности коробок передач требует все большего внимани , а расчеты коробок передач на надежность и долговечность требуют экспериметального определени  реальных нагрузочных режимов,

действующих на детали. Дл  этого нужна динамическа  характеристика коробки передач , которой  вл етс  амплитудно-частотна  характеристика. Она определ етс  экспериментально и необходима конструктору дл  уточненного расчета коробки на

надежность и долговечность. Проводимый же расчет по допускаемым напр жени м  вл етс  весьма приближенным и примен етс  дл  выбора основных размеров деталей. На известном стенде амплитудно-частотную характеристику коробки передач определить невозможно, поэтому он обладает ограниченной информативностью.

Целью изобретени   вл етс  расширение информативности за счет обеспечени  возможности определени  амплитудно-частотной характеристики коробки передач.

Указанна  цель достигаетс  тем), что в стенде дл  исследовани  динамики механических коробок передач, содержащем привод и электротормоз с обмоткой возбуждени , кинематически соедин емые с валами испытуемой передачи, кинематически св зываемые с последними датчики момента, делитель, регистрирующий прибор и подключенный к обмотке возбуждени  электротормоза регул тор нагрузки, делитель выполнен с двум  входами и одним выходом, св занным с входом регистрирующего прибора, стенд снабжен двум  каналами обработки информации, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элемента выделени  синусоидальнойсоставл ющейи преобразовател  амплитудного значени , выход последнего подключен к одному из входов делител , вход элемента выделени  синусоидального сигнала - к выходу одного из датчиков момента, каждый из которых выполнен в виде двух индуктивных преобразователей момента, регул тор нагрузки выполнен в виде сумматора с двум  входами и одним выходом, св занным с обмоткой возбуждени  электротормоза, регулируемого источника посто нного тока, выход которого подключен к первому входу сумматора, подключенного к второму входу последнего выходом генератора синусоидальных сигналов и св занного с входом последнего выходом регулирующего устройства.

На фиг. 1 изображена обща  схема стенда; на фиг. 2а-в - сигналы в цеп х нагру- жени  стенда; на фиг. За-д - сигналы в цеп х датчиков момента; на фиг. 4 - сигнал на выходе элемента выделени  синусоидальной составл ющей из выходного сигнала датчиков момента; на фиг. 5а,б - сигналы, по сн ющие работу преобразовател  амплитудного значени , на фиг. 6 - примерный вал амплитудно-частотной характеристики коробки передач на какой-то данной передаче .

Стенд содержит (фиг. 1) привод 1 и электротормоз 2 с обмоткой 3 возбуждени , ки- нематически соедин емые с валами

испытуемой передачи 4, кинематически св зываемые с последними датчики 5 и 6 момента , делитель 7, регистрирующий прибор 8 и подключенный к обмотке 3 возбуждени 

электротормоза 2 регул тор 9 нагрузки, при этом делитель 7 выполнен с входами 10 и 11 и выходом 12, св занным с входом регистрирующего прибора 8, каналы 13 и 14 обработки информации, каждый из которых

0 выполнен в виде последовательно соединенных элемента 15 выделени  синусоидальной составл ющей и преобразовател  16 амплитудного значени , выход последнего подключен к одному из входов делител 

5 7, вход элемента 15 выделени  синусоидального сигнала - к выходу одного из датчиков момента, каждый из которых выполнен в виде индукционных преобразователей 17 и 18 момента, регул тор 9 нагруз0 ки, выполненный в виде сумматора 19 с входами 20 и 21 и выходом 22, св занным с обмоткой 3 возбуждени  электротормоза 2, регулируемого источника 23 посто нного тока, выход которого подключен к входу 20

5 сумматора 19, подключенного к входу 21 сумматора 19 выходом генератора 24 синусоидальных сигналов и св занного с входом последнего выходом регулирующего устройства 25.

0 Регулирующее устройство 25 имеет последовательно соединенные программный блок 26 и привод в виде микроэлектродвигател  27 с муфтой 28 и редуктора 29, выходной вал которого соединен с регул тором

5 частоты выходного напр жени  генератора 24 синусоидальных сигналов.

Каждый датчик момента включает в себ  два металлических диска 30, закрепленных неподвижно один относительно другого

0 на соответствующем валу, индукционные преобразователи 17 и 18, установленные вблизи вала, сумматор 31, выполненный на резисторах 32 и 33, выпр митель 34, сглаживающий фильтр 35, резистор 36. Каждый

5 элемент 15 выделени  синусоидальной составл ющей имеет конденсатор 37 и резистор 38. Каждый преобразователь 16 амплитудного значени  содержит конденсатор 39, диод 40, резистор 41 и фильтр 42

0 низших частот. Регулируемый источник 23 посто нного тока состоит из автотрансформатора 43, трансформатора 44, выпр мител  45 и конденсатора. 46, Сумматор 19, выполненный на базе магнитного усилите5 л , имеет обмотки 47 и 48 управлени  и одну обмотку 49 переменного тока, выпр митель 50.

Стенд работает следующим образом. После запуска привода 1 приход т во вращение валы испытуемой коробки 4, на

вход 21 сумматора 19 от генератора 24 синусоидальных сигналов подаетс  напр жение с фиксированной частотой, например 0,5 Гц (фиг. 2а), на вход 20 сумматора 19 - от регулируемого источника 23 посто нного тока (фиг. 26). На обмотке 3 возбуждени  электротормоза 2 по вл етс  напр жение, пропорциональное сумме указанных напр жений , а на вторичном валу передачи 4 по-  вл етс  момент, пропорциональный напр жению, приложенному к обмотке 3 возбуждени  (фиг. 2в).

Металлические диски 30 проход т в щели преобразователей 17 и 18, в результате чего на электрических выводах преобразо- вателей формируютс  пр моугольные импульсы одинаковой высоты и длительности, которые поступают на вход сумматора 31. Преобразователи,17и 18 подключены к сумматору 31 таким образом, что их выходные сигналы наход тс  в противофазе, В случае отсутстви  момента на валу графики сигналов на входе сумматора 31 показаны на фиг. За. С по влением момента на валу возникает фазовое смещение выходных импульс- ных процессов (фиг. 36), при этом на выходе сумматора 31 по вл етс  сигнал (фиг. Зв), который выпр мл етс  (фиг. Зг) и сглаживаетс  (фиг. Зд). С помощью элемента 15 выдел етс  синусоидальна  составл юща  выходного сигнала датчиков 5 и 6 момента, котора  изображена на фиг. 4, и при открытом диоде 40 конденсатор 39 зар жаетс  с малой посто нной времени до значительной величины. В момент времени, когда на- пр жение на конденсаторе 39 станет больше мгновенного значени  измер емого напр жени , диод 40 закроетс . Затем конденсатор 39 разр жаетс . Так как посто нна  времени разр да значительно больше, чем зар да, то разр жаетс  конденсатор только на некоторую величину, что показано на фиг. 5а. Поэтому в установившемс  режиме конденсатор 39 практически зар жаетс  до амплитуды входного на преобразователь амплитудного значени  напр жени . Напр жение на резисторе 41 представл ет собой синусоидальное напр жение, посто нна  составл юща  которого практически равна амплитуде входного на преоб- разователь 16 напр жени  (фиг. 56). Напр жение с резистора 41 сглаживаетс  фильтром 42. Полученное напр жение поступает на делитель 7.

По истечении некоторого времени, ког- да прекрат тс  переходные процессы в коробке передач, на ее первичном валу также устанавливаетс  гармоническое колебание момента той же частоты, что и приложенное к вторичному валу со стороны электротормоза , но с другой амплитудой. Это колебание также имеет посто нную составл ющую , оно измер етс  датчиком 5 момента, его посто нна  составл юща  отдел етс  элементом выделени  синусоидальной составл ющей , амплитуда которой с помощью преобразовател  амплитудного значени  преобразуетс  в напр жение посто нного тока, по уровню практически равное.ампли- туде синусоидального напр жени , напр жение посто нного тока сглаживаетс  фильтром и поступает на делитель. Сигнал на выходе делител  7 регистрируетс  прибором 8.

Claims (2)

1. Затем измен етс  частота напр жени  генератора по программе с помощью регулирующего устройства 25. Это происходит автоматически программным блоком 26. Амплитуда же напр жени  генератора сохран етс . Оп ть регистрируетс  показание прибора 8, Проделываетс  это 10-12 раз, что и предусмотрен программой, записанной в программном блоке. По полученным отсчетам регистрирующего прибора 8 строитс  амплитудно-частотна  характеристика коробки передач на включенной передаче. Затем производ т переключение передачи на другую передачу и повтор ют эксперимент, в результате которого получают амплитудно-частотную характеристику коробки передач на другой, отличной от первой передачи. И так далее, снимают амплитудно-частотные характеристики всех передач коробки передач (фиг. 6). Формула изобретени  1. Стенд дл  исследовани  динамики механических коробок передач, содержащий привод и электротормоз с обмоткой возбуждени , кинематически соедин емые с валами испытуемой передачи, кинематически св зываемые с последними датчики момента, делитель, регистрирующий прибор и подключенный к обмотке возбуждени  электротормоза регул тор нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью повыше-- ни  информативности путем обеспечени  возможности определени  амплитудно-частотных характеристик, делитель выполнен с двум  входами и одним выходом, св занным с входом регистрирующего прибора, стенд снабжен двум  каналами обработки информации, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элемента выделени  синусоидальной составл ющей и преобразовател  амплитудного значени , выход последнего подключен к одному из входов делител , вход элемента выделени  синусоидального сигнала - к выходу одного из датчиков момента, каждый из которых выполнен в виде двух индукционных преобразователей момента.
2. 2. Стенд по п. 1,отличающийс  тем, что регул тор нагрузки выполнен в виде сумматора с двум  входами и одним выходом , св занным с обмоткой возбуждени  электротормоза, регулируемого источника посто нного тока, выход которого подклюи

   чен к первому входу сумматора, подключенного к второму входу последнего выходом генератора синусоидальных сигналов и св занного с входом последнего выходом регулирующего устройства.

   t

   ил.г

   о

   о

   Us®

   и

   1 П О П П

   и и и и

   1 П О О О П П П П

   Фиг. 3

   #

   -

   Фиг. 6

   9W.4

   . 5Г

   Јh