Стенд для испытания карданных передач Советский патент 1992 года по МПК G01M13/02 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности для испытания карданных передач нагрузками, максимально приближенными к реальным.

Известен стенд для испытания карданных передач, содержащий вращающийся барабан и корпус, совершающий во.звратно-поступательное движение, которое осуществляется кривошипно-шатунным механизмом, кинематически связанным с промежуточным валом, последний связан с ветвями испытываемых карданных передач. Стенд содержит также устройство нагружения и контрольно-измерительные приборы.

Недостатком этого стенда является отсутствие устройств, имитирующих неравномерные импульсирующие нагрузки, возникающие при работе карданных передач и их шлицевых соединений в неблагоприятных условиях (например, применительно к автомобилям - наличие выбоин, камней и других неровностей дорог).

Известен стенд для испытания карданных передач, содержащий основание, на котором размещены приводной двигатель, механизмы динамического нагружения, механизм статического нагружения, кинематически включенных в замкнутый контур, выходные валы механизмов динамического нагружения соединены с входными фланцами испытываемых карданных передач и установлены в подшипниковых опорах, а выходной вал приводного двигателя связан с одним из механизмов динамического нагружения, дополнительную опору, шарнирно установленную на осно.вании и связанную с выходными фланцами испытываемых карданных передач, и механизм поворота, связанный с дополнительной опорой.

Недостатком этого стенда также является отсутствие устройств, имитирующих неравномерные импульсирующие нагрузки, часто встречающиеся при эксплуатации карданных передач и их шлицевых соединений в неблагоприятных условиях резкого нагружения как в окружном, так и осевом направлениях.

Целью изобретения является повышение достоверности данных испытания пу-. тем имитации нагрузок, максимально приближенных к реальным.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде для испытания карданных передач, содержащем основание, на котором размещены приводной двигатель, механизм динамического нагружения и механизм статического нагружения, выходной вал механизма динамического нагружения соединен с входным фланцем карданной передачи, а входной вал - с выходным валом приводного двигателя, входной вал механизма статического нагружения соединен с выходным фланцем карданной передачи, механизм динамического нагружения выполнен в виде корпуса, внутри которого размещены ведущее звено в виде входного вала и водила, и ведомое звено в виде выходного вала и солнечной шестерни, жестко соединенных между собой, а также муфты свободного хода, наружная обойма которой жестко соединена с корпусом, а внутренняя обойма выполнена с пазами, между обоймами установлены промежуточные элементы с возможностью взаимодействия с пазами, на водиле закреплены пальцы, на которых установлены неуравновешенные косозубые сателлиты, кинематически связанные с солнечной шестерней, внутренняя обойма муфты установлена подвижно в окружном направлении только в одну сторону и соединена с выходным валом упругими элементами, ширина солнечной шестерни выпол 1ена больше ширины каждого сателлита на величину осевого перемещения ведомого звена, механизм статического нагружения выполнен в виде тормоза и установлен с возможностью перемещения относительно оси выходного вала.

На фиг. 1 схематически изображен стенд, общий вид; на фиг. 2 - расположение муфты свободного хода.

Стенд для испытания карданных передач содержит основание, на котором размещены приводной двигатель 2, механизм 3 динамического нагружения (МДН) и, механизм 4 статического нагружения (тормоз). Выходной вал 5 МДН 3 соединен с входным фланцем 6 испытываемой карданной передачи 7, а входной вал 8 МДН 3 - с выходным валом 9 приводного двигателя 2. Тормоз 4 соединен с выходным фланцем 10 карданной передачи 7. МДН состоит из корпуса 11, внутри которого размещены ведущее зпено в виде входного вала 8 и водила 12 и ведомое звено в виде выходного вала 5 и солнечной шестерни 13, жестко соединенных между собой, а также муфты свободного хода (МСХ) 14, наружная обойма 15 которой жестко соединена с корпусом 11, а внутренняя обойма 16 выполнена с пазами, между обоймами 15 и 16 установлены промежуточные элементы 17 с возможностью взаимодействия с пазами, причем на водиле 12 закреплены пальцы 18, на которых установлены неуравновешенные косозубые сателлиты 19, кинематически связанные с солнечной шестерней 13. Кроме того, внутренняя обойма 16 соединена с выходным

валом 5 упругими элементами 20 и установлена подвижно в окружном направлении только в одну сторону, при этом направления угла наклона зубьев косозубых сателлитов 19 и заклинивания МСХ 14 установлены так, что при заклинивании МСХ 14 имеет место осевое перемещение ведомого звена в сторону ведущего. Ширина солнечной шестерни 13 выполнена больше ширины каждого сателлита 19 на величину осевого перемещения ведомого звена. Тормоз 4 закреплен на плите 21, которая перемещается по опорам 22 основания 1 относительно оси выходного вала 5.

Стенд для испытания карданных передач работает следующим образом.

При вращении/входного вала 8 по часовой стрелке со стороны вала 9 приводного двигателя 2 косозубые неуравновешенные сателлиты 19, установленные на пальцах 18, закрепленных на водиле 12, обкатываются относительно солнечной шестерни 13, в результате чего на ведомое звено действуют знакопеременные импульсы вращающего момента и осевых сил, закон изменения которых имеет синусоидальный характер.

Импульс вращающего момента, действующий в направлении против вращения входного вала 8, передается от выходного вала 5 на упругие элементы 20, которые, в свою очередь, передают вращающий момент внутренней обойме 16 МСХ 14. Промежуточные элементы 17 выкатываются из пазов внутренней обоймы 16 и заклиниваются между наружной 15 и внутренней 16 обоймами МСХ 14. МСХ 14 заклинен. Импульс вращающего момента деформирует упругие элементы 20 в пределах их упругих деформаций и аккумулируется в них в виде потенциальной энергии при одновременном заклинивании МСХ 14, что предотвращает движение ведомого звена в сторону, противоположную вращению вала приводного двигателя 2.

Импульс осевой силы, вызывающий движение ведомого звена в направлении к ведущему звену, деформирует упругие элементы 20, и в них также накапливается потенциальная энергия. Упругие элементы 20 ограничивают движение ведомого звена в пределах их упругих деформаций.

При действии импульса вращающего момента в направлении входного вала 8 упругие элементы 20 передают саккумулированную потенциальную энергию валу 5, увеличивая величину импульса вращающего момента, сообщенного ведущим звеном МДН 3 ведомому звену. Одновременно с этим внутренняя обойма 16 также вращает.ся в направлении вращения входного вала

8, промежуточные элементы 17 вкатываются в пазы внутренней обоймы 16 и не препятствуют вращению внутренней обоймы 16. МСХ 14 имеет свободный ход. При этом

ведомое звено под действием импульса вращающего момента разгоняется, преодолевая приложенный к нему момент сил полезнц1х сопротивлений.

При действии импульса осевой силы,

вызывающей движение ведомого звека в осевом направлении в сторону от ведомого звена, упругие элементы 20 передают саккумулированную потенциальную энергию валу 5, увеличивая величину импульса осевой

силы. При этом преодолеваются осевые силы полезных сопротивлений, действующих на ведомое звено. Затем упругие элементы 20, деформируясь, ограничивают движение ведомого зЁена в пределах их упругих деформаций. После этого цикл работы повторяется.

Таким образом ведомое звено, совершая одновременно прерывистое вращение и возвратно-поступательное движение, передает эти усилия карданной передаче 7, подвергая испытанию как карданные шарнирь1, так и шлицевые соединения, т.е. моделирует работу передачи в неблагоприятных эксплуатационных услоВИЯХ при наличии-резких нагрузок, например, выбоин, камней и других неровностей дороги. Кроме того, тормозом 4 изменяется величина выходных усилий МДН 3, а перемещением плиты 21 тоомоза 4 по опорам 22

можно обеспечивать реальные углы наклона осей карданных валов.

Использование предлагаемого стенда позволяет выявить конструкторские и технологические недостатки карданной передачи на стадии проектирования и изготовления, что дает возможность разработать комплекс мероприятий по их уменьшению или устранению, а также увеличить долговечность работы.

Формула из обретения

Стенд для испытания карданных передач, содержащий основание, на котором

размещены механизм динамического нагружения, а также механизм статического нагружения и изменения угла карданной передачи, и элементы крепления фланцев карданной передачи, соединенные супомянууыми механизмами, отличающийся тем, что, с целью повышений достоверности данных испытания путем имитации нагрузок, максимально приближенных к реальным, механизм динамического нагружения вьтолнен в виде корпуса, внутри которого

размещены ведущее звено в виде ведущего вала и водила и ведомое звено в виде ведомого вала и солнечной щестерни, жестко соединенных между собой, а также муфты свободного хода, наружная обойма которой жестко соединена с корпусом, а внутренняя обойма выполнена с пазами, между обоймами установлены промежуточные элементы с возможностью взаимодействия со стенками упомянутых пазов, на водиле закреплены пальцы, на которых установлены неуравновешенные косозубые сателлиты, кинематически связанные с солнечной шестерней, внутренняя обойма муфты установлена подвижно в одностороннем окружном направлении и соединена с ведомым валом упругими элементами, ширина солнечной шестерни выполнена больше ширины каждого сателлита на величину осевого перемещения ведомого звена, при этом механизм статического нагружения и изменения угла карданной передачи выполнен в виде тормоза, который соединен с элементами крепления фланца карданной передачи и размещен на плите, установленной с возможностью перемещения вдоль направляющих, перпендикулярных продольной оси основания.

А-А

II

Фиг. 2

Изобретение относится к испытательной текнмке. Цель изобретения - повышение достоверности данных испытания путем имитации нагрузок. Выходной вал 5 механ\лзма 3 динамического нагружения ки-нематически связан с элементом крепления входного фланца 6 карданной передачи 7 и совершает одновременно прерывистое одностороннее вращение и возвратно-поступательное осевое перемещение. Механизм 4 статического нагружения и изменения угла карданной передачи в виде тормоза кинематически связан с элементом крепления выходного фланца 10 карданной передачи 7. Плита 21 перемещается по опорам 22 основания 1, изменяя при этом угол наклона осей карданных валов. Создаваемые максимально приближенные к реальным имитирующие нагрузки повышают достоверность данных испытания. Имитация нагрузок создается знакопеременной нагрузкой, осевой нагрузкой и тормозным усилием. 2 ил.1922te./00с