Стенд для испытания муфт свободного хода Советский патент 1980 года по МПК G01M13/00 

Изобретение относится к машиностроению. Известен стенд для испытания муфт свободного хода, содержащий привод и преобразующий механизм кинематически соединенный с обоймой для ведущей полумуфты 1. Недостатком такого стенда являет большой расход энергии, так как потребляемая стендом мощность в процессе испытаний бесполезно превращается в тепло/ Цель изобретения - экономия потребляемой энергии. иель достигается тем, что преобразующий механизм снабжен карданной передачей неравных угловых скоростей и упругим элементом для соедин ния с ведомой полумуфтой. а .На фиг. 1 показана кинематическая схема стенда; на фиг. 2 - зависимость изменения скорости ведомого вала карданной передачи неравных угловых скоростей от угла поворота ведущего вала. Стенд для испытания муфт свободного хода имеет преобразующий меха низм и привод 1, соединенный клиноременной передачей 2 с маховиком 3, свободно установленным на входном валу 4 преобразующего механизма. Вал 4 снабжен выключаемой сцепной фрикционной муфтой, полумуфты которой 5, б связаны соответственно с валом 4 и маховиком 3. На валу 4 жестко закреплены шестерни 7, 8, находящиеся в зацеплении с шестернями 9, 10. Шестерня 9 закреплена на хвостовике o6oftNffii 11, а последняя установлена на подшипниках 12. Внутри обоймы 11 установлена и закреплена ведущая полумуфта 13 испытываемой муфты свободного хода. Между ведущей полумуфтой 13 и ведомой полумуфтой 14 муфты свободного хода установлены тела заклинивания (ролики) 15. Шестерня 10 жестко соединена с ведущим валом 16 карданной передачи неравных угловых скоростей. Промежуточный вал 17 карданной передачи выполнен составным и полувалы его жестко соединены муфтой 18, Ведомый вал 19 карданной передачи жестко соединен с упругим элементом 20, а последний - с ведомой полумуфтой 14 муфты свободного хода. Все в целом: вал 4, шестерни .8, 10, карданная передача, упругий элемент 20, испытываемая муфта свободного хода и шестерни 7, 9 в период заклиненного состояния муфты свободного хода образуют замкнутый контур. Вилки промежуточного вала 17 уст новлены во взаимно перпендикулярных плоскостях, но при необходимости угол между ними с помощью муфты 18 может изменяться от 90 до О . Упругий элемент 20 может быть выпол нен в виде торсионного вала, пружин кручения или упругой муфты. Работает стенд следующим образом При включении привода 1 вращаетс маховик 3 и запасает кинетическую энергию. После разгона маховика 3 включают .фрикционную муфту, установ ленную на валу 4. Ее полумуфты 5, 6 при этом сближаются и соединя ют маховик 3 с валом 4. Через закрепленные на валу 4 шестерни 7, 8 и, находящиеся с ними в зацеплении шестерни 9, 10, приводится во вращение обойма 11 и ведущий вал 16 карданной передачи. Обойма 11 и ведущий вал 16 вращаются равномерно с одинаковой скоростью. С той же скоростью вр щается и ведущая полумуфта 13, установленная в обойме 11. Ведомый вал 19 карданной передачи при этом вращается че равномерно, а с периодическими опережениями и отставания ми от ведущего вала 16. Характер изменения скорости вращения ведомого вала 19 при постоянной скорости вра щения .ведущего вала 16 показан на фиг. 2, где по оси абсцисс отложены углы поворота ведущего и ведомого валов V , а по оси ординат - их скорости вращения V. Скорость ведущего вала 16 постоянна и на фиг. 2 показана прямой ад, Скорость ве домого вала 19 периодичес1 и измен.че а б в г д ся и показана кривой На участке аб. скорость ведомого вала 19 {после точки а) начинает увеличиваться по сравнению со ск ростью вращения ведущего вала 16. Ведомая полумуфта 14, связанная с ведомым валом 19 через упругий элемент 20, начинает обгонять ведущую полумуфту 13. При этом в самом нача ле обгона ( в точке а) происходит . заклинивание роликов 15 между рабочими поверхностями внутренней и наружной полумуфт. В результа те Э.ТОГО ведомая полумуфта 14 может вращаться только со скоростью враще нияведущей полумуфты 13, скорость вращения которой равна скорости вра щения ведущего вала 16. Но, посколь ку на участке а б скорость ведо мого вала 19 выше, чем скорость вра щения ведугцей полумуфты 13 и заклин ной с ней ведомой полумуфты 14, то начинает закручиваться упругий элемент 20, создавая нагрузку на -испытываемую муфту свободного хода. На участке скорость ведомого вала 19 начннпст с; ижаться, упругий элемент 20 при этом раскручивается и отдает накопленную за ци;-;; закрутки энергию на разгон махови-ка 3. Указанное действие обусловлено тем, что в точке б происходит изменение знака ускорения ведомого вала 19. Так, на участке а б ускорение вращения ведомого вала 19 положительно, в точке б оно равно нулю, а после прохождения точки б ускорение становится отрицательным. В результате изменения знака ускорения изменяется и знак усилия от раскручивающего упругого элемента 20, т. е. оно теперь направлено на разгон маховика 3. В точке скорости полум /фт уравниваются, а упругий элемент при этом полностью раскручивается. На участке в г д скорость вращения ведомого вала 19 и, связанной с ним через упругий элемент 20 ведомой полумуфты 14, становится меньше, чем скорость вращения ведущей полумуфты 13. Заклинивающие элементы 15 при этом расклиниваются и проскальзывают. Муфта свободного хода при этом совершает свободный ход. При дальнейшем вращении вала цикл повторяется. Таким образом, испытываемая муфта свободного хода на данном стенде подвергается периодическому заклиниванию и расклиниванию. Весьма значительное усилие, необходимое для первого закручивания упругого элемента, обеспечивается маховиком 3, который во время разгона запасает кинетическую энергию, необходимую для первого закручивания. Нагрузка на испытываемую муфту при постоянной жесткости упругого элемента может изменяться за счет изменения угла между вилками промежуточного вала 17. Для этого полувалы промежуточьюго вала 17 с помощью муфты 18 разъединяют и устанавливают угол между ними, например меньший, чем 90°, после чего муфту 18 вновь соединяют. Периодическое опережение и отставание скорости ведомого вала от ведущего при этом будет меньше, что и показано на фиг. 2 кривой а б в г д . При установке вилок промежуточного вала 17 в одной плоскости, т.е., когда угол между ними равен нулю, данная передача превращается в карданную передачу равных угловых скоростей. В этом случае скорость вращения полумуфт 13 и 14 будет одинакова и нагрузка на муфту свободного хода создаваться не будет. Величина нагрузки, создаваемая на муфту свободного хода, определяется путем предварительной тарировки: упругого элемента по углу закручивания. Как вариант исполнения стенда, ведомый вал 19 карданной передачи: мо