Установка для испытания зубчатых передач Советский патент 1959 года по МПК B06B1/16 G01M13/02 G01N3/34 

Установки для испытания зубчатых передач по замкнутому способу, снабженные эксцентриковыми возбудителями, известны. Отличительная особенность предлагаемой установки за1слючается в том, что внейв качестве возбудителя применен одноступенчатый планетарный механизм. Механизм этот снабжен тремя парами сателлитов, на осях которых эксцентрично закреплены наборы дисков-грузов. Применение такбго возбудителя упрощает настройку установки на заданный режим испытания, что обеспечивает возможность проведения испытаний различных рёдук торов с переменными режимами без необходимости сложной переналадКИ: установки.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема возбудителя предложенной установки; на фиг. 2 - разрез по линии АА на фиг. 1; на фиг. 3 и 4 - схемы, поясняющие принцип действия и настройку этого возбудителя; на фиг. 5 - схема-всей установки.

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

Со сквозным валом Л (фиг. 1 и 2) возбудителя жестко связано 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 возбудителя на конкретный режим испытаний грузы закрепляются в системе своего сателлита так, чтобы два крайних груза были смещены относительно среднего. При вращении водила сателлиты обкатывают центральное неподвижное колесо 10, вращаясь 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 определяются по следующей методике.

Если т - масса грузов, закрепленных в системе сателлита j, rj - радиус-вектор центра тяжести грузов (начало вектора лежит на оси вращения сателлита), Prj и Ре/ -Силы инерции грузов при относительном и переносном движении сателлита /, а кориолисову силу инерции грузов обозначить через Pkj (фиг. 3), то принимая 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 крутящий момент но закону гармоники. Силы Рг/ и Pk направлены ПО одной рациональной прямой, линия действия силы Ре/ проходит через ось вращения водила. Если - расстояние между осью вращения сателлита и осью вращения 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 сращения водила,

2 - угол поворота водила, а / и а/ определяются по изложенной ниже методике настройки возбудителя.

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

Предполагается, что в условиях эксплуатации мащины, для которой предназначен испытуемый зубчатый механизм, экспериментально построен график периодической функции

м /Ы.

(, .)(5)

где - угол поворота главного вала и

М-крутящий момент на этом валу, аЬ -период установивщегося движения 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.

Предполагается также, что почти для каждой машины, применяемой в современом машиностроении, многочлен (6) можно с точностью, достаточной для задач динамических испытаний редукторов, аппроксимировать тригонометрической суммой

Ъ. -1- (/гз2 - ««s ( 9- - ()

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

Обеспечивая возбудителю достаточно широкую область применения, можно, в частности, для испытания широкой гаммы редукторов положить 9 : 1, S 2, г 3, т. е. модулировать на стенде сумму первых трех гармонических составляюш,их момента формулы (5).

По формулам (4) и (7) вычисляются статические моменты и углы закрепления грузов. Свободный член разложения формулы (7) обеспечивается соответствуюшей настройкой нагружателя (упругого либо другого типа), обслуживаюш,его при испытаниях замкнутый цикл.

Чтобы при одном наборе грузов получать разные амплитуды гармоники данной частоты, в системе каждого сателлита закрепляется 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) для данной гармоники. Отсюда угол настройки грузов: arc cos I - Испытания зубчатых механизмов в замкнутом цикле с применением возбудителя переменных моментов возможны на следующих режимах:

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

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

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

где « 1 - угловая скорость ведущей и 2 - зтловая скорость ведомой ветви замкнутого контура. Возбудитель встраивается в ведущую (быстроходную) ветвь замкнутого контура.

3-й режим. Если зубчатый механизм предназначен для передачи столь больщой мощности, что он не удовлетворяет и условиям 2-го режима испытаний, то в систему замкнутого контура вводятся два возбудителя: для первого возбудителя г / и он встраивается в ведомую (тихоходную ветвь замкнутого контура; для второго возбудителя i удовлетворяет формуле (10) и он встраивается 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) принимается г 1 и возбудитель ветраивается в ведущую ветвь замкнутого контура. Это позволит вести испытания, форсированные по числу циклов момента формулы (б). При благоприятном соотношении в формуле (7) чисел q, s, г форсированные испытания будут проходить на режиме, близком к эксплуатационному.

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

Предмет изобретения

Установка для испытания зубчатых передач по замкнутому способу с эксцентриковым возбудителем, отличающаяся тем, что, с целью упрощения настройки установки на заданный режим испь1тания, в качестве возбудителя применен одноступенчатый планетарный механизм с тремя парами сателлитов, на осях которых эксцентричнб закреплены наборы дисков-грузов.