Результат интеллектуальной деятельности: СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ ПО СХЕМЕ ЗАМКНУТОГО КОНТУРА

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытания механических передач, и может применяться, в частности, для испытания зубчатых передач при их изготовлении или в процессе эксплуатации.

Известен стенд для испытания передач по схеме замкнутого контура (авт.св. SU №868410, опубл. 30.09.1981), содержащий привод, предназначенный для присоединения к одному из валов испытываемой передачи, и нагружатель, выполненный в виде гибкого вала, концы которого предназначены для присоединения к валам испытываемой передачи с противоположным направлением вращения.

Недостаток этого стенда заключается в том, что он может применяться только для испытания зубчатых передач с небольшим диапазоном нагружения ввиду сложности изготовления гибкого вала.

Известен стенд для испытания зубчатых передач по схеме замкнутого контура (пат. RU №2256162, опубл. 10.07.2005). Стенд состоит из привода, входных валов, для соединения с испытуемыми передачами, выходных валов, нагружателя и замыкающего устройства. Стенд содержит две испытуемые передачи, а замыкающее устройство выполнено в виде зубчатых передач, жестко соединенных между собой, имеющих одинаковое передаточное отношение с испытываемыми зубчатыми передачами и установленных на входных параллельных валах испытываемых зубчатых передач. Нагружателем служит тарированная динамометрическая муфта, соединяющая два выходных вала испытываемых зубчатых передач.

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно представляет собой сложную конструкцию, в которой много посредственных деталей, в которых также происходят потери.

Известен стенд для испытания зубчатых передач по схеме замкнутого контура (пат. RU №2221997, опубл. 20.04.2002), принимаемый за прототип. Стенд содержит привод, входной и выходной валы для установки ведущего и ведомого колес испытываемой зубчатой передачи соответственно, нагружатель, связанный с выходным валом, замыкающее устройство. Последнее включает зубчатую передачу с ведущим и ведомым зубчатыми колесами, которые установлены на входном и выходном валах соответственно, гайку. Выходной вал гайки выполнен в виде винта. Винт установлен с возможностью осевого перемещения, а гайка жестко связана с ведомым колесом зубчатой передачи замыкающего устройства и образует с винтом несамотормозящую передачу винт-гайка. Зубчатая передача замыкающего устройства и испытываемая зубчатая передача имеют одинаковое передаточное отношение.

Недостаток этого устройства заключается в том, что в нем с достоверной точностью можно определить число циклов нагружений при заданной нагрузке, а суммарную энергию разрушения точно установить затруднительно. Также на данном устройстве невозможно оценить интенсивность износа материалов и смазывающую способность внешних сред по величине потенциальной энергии маятника. Также в передаче винт-гайка создаются помимо радиальных усилий осевые, которые действуют на подшипники выходного вала, что ведет к дополнительным потерям, которые влияют на точность измерений.

Техническим результатом изобретения является увеличение объема информации, а именно комплексная оценка факторов, влияющих на потери мощности в зубчатой передаче.

Технический результат достигается тем, что в стенде для испытания зубчатых передач по схеме замкнутого контура, содержащем привод, входной и выходной валы для установки ведущего и ведомого колес зубчатых передач с одинаковым передаточным отношением соответственно, нагружатель, связанный с валом, привод и входной вал соединены пальцевой муфтой, на входной и выходной валы установлены ведущие и ведомые колеса двух испытываемых передач соответственно, при этом один из валов выполнен в виде двух полых полувалов, а нагружатель выполнен в виде торсиона и поперечно-свертной муфты, одна полумуфта которой жестко закреплена на внешнем торце одного полого полувала, а вторая ее полумуфта жестко закреплена с выступающим из этого же полого полувала торцом торсиона, который расположен внутри полых полувалов и жестко закреплен одним концом на внешнем торце другого полого полувала, при этом стенд снабжен термометром и диагностической аппаратурой, а привод снабжен датчиком тока и напряжения и устройством для измерения частоты вращения двигателя.

Нагружатель может быть связан с выходным валом, который может быть выполнен в виде двух полувалов.

На стенде может быть установлен дополнительный нагружатель и выходной вал с двумя ведомыми зубчатыми колесами, образующими с ведущими зубчатыми колесами две дополнительные испытываемые зубчатые передачи.

Нагружатель может быть связан с входным валом, который может быть выполнен в виде двух полувалов, а пальцевая муфта, соединяющая привод с входным валом, может быть снабжена проставкой для закрепления торсиона, размещенной между двумя полумуфтами.

Проставка для закрепления торсиона может быть выполнена в виде втулки.

На фиг.1 представлена первая возможная схема стенда (по п.2). Стенд содержит привод 1, входной вал 2 и выходной вал 14, на которые установлены два ведущих колеса 4 и два ведомых колеса 5 соответственно двух испытываемых зубчатых передач 6 с одинаковым передаточным отношением. Привод 1 и входной вал 2 соединены пальцевой муфтой 8. Нагружатель 7 связан с выходным валом 14, который здесь выполнен в виде двух полувалов 3-а и 3-б. Нагружатель 7 выполнен в виде торсиона 7а и поперечно-свертной муфты 9, одна полумуфта которой жестко закреплена на внешнем торце другого полого полувала 3-б, а вторая ее полумуфта жестко закреплена с выступающим из этого же полого полувала 3-б торцом торсиона 7-а. Торсион 7-а расположен внутри полых полувалов 3-а и 3-б и жестко закреплен одним концом на внешнем торце одного полого полувала 3-а. Стенд снабжен термометром 10 и диагностической аппаратурой 11, а привод 1 снабжен датчиком тока и напряжения 12 и устройством для измерения частоты вращения двигателя 13.

На фиг.2 представлена вторая возможная схема стенда (по п.4). Привод 1 и входной вал 2 соединены пальцевой муфтой 8. Нагружатель 7 связан с входным валом 2, который здесь выполнен в виде двух полувалов. На входной вал 2 и выходной вал 14 установлены ведущие 4 и ведомые 5 колеса двух испытываемых передач 6 соответственно. Нагружатель 7 также выполнен в виде торсиона 7-а и поперечно-свертной муфты 9, одна полумуфта которой жестко закреплена на внешнем торце другого полого полувала 3-б, а вторая ее полумуфта жестко закреплена с выступающим из этого же полого полувала 3-б торцом торсиона 7-а. Торсион 7-а расположен внутри полых полувалов 3-а и 3-б и жестко закреплен одним концом на внешнем торце одного полого полувала 3-а. Пальцевая муфта 8 снабжена проставкой для закрепления торсиона 7-а, размещенной между двумя полумуфтами. Стенд снабжен термометром 10 и диагностической аппаратурой 11, а привод 1 снабжен датчиком тока и напряжения 12 и устройством для измерения частоты вращения двигателя 13.

На фиг.3 представлена третья возможная схема стенда (по п.3). Аналогично фиг.1, привод 1 и входной вал 2 соединены пальцевой муфтой 8. Нагружатель 7 связан с выходным валом 3, который выполнен в виде двух полувалов 3а и 3б. Нагружатель 7 выполнен в виде торсиона 7а и поперечно-свертной муфты 9, одна полумуфта которой жестко закреплена на внешнем торце другого полого полувала 3-б, а вторая ее полумуфта жестко закреплена с выступающим из этого же полого полувала 3-б торцом торсиона 7-а. Торсион 7-а расположен внутри полых полувалов 3-а и 3-б и жестко закреплен одним концом на внешнем торце одного полого полувала 3-а. Установлен дополнительный выходной вал 15, так же как и выходной вал 14, выполненный в виде двух полувалов, с двумя ведомыми зубчатыми колесами 56, образующими с ведущими зубчатыми колесами 4 две дополнительные испытываемые зубчатые передачи 14. Передаточное отношение и межосевое расстояние могут быть как одинаковыми с передачей 6, так и отличными от нее. Это позволяет проводить комплексную оценку факторов, влияющих на потери мощности в зубчатой передаче при различных исходных данных. Выходной вал 15 имеет нагружатель 7-б, который имеет ту же конструкцию, что и нагружатель 7-а. Стенд снабжен термометром 10 и диагностической аппаратурой 11, а привод 1 снабжен датчиком тока и напряжения 12 и устройством для измерения частоты вращения двигателя 13.

Устройство работает следующим образом. Нагружение замкнутого контура, включающего входной 2 и выходной 14 валы, зубчатые передачи 6 и нагружатель, образованный торсионом 7-а, двумя полыми полувалами 3 и поперечно-свертной муфтой 9, производят за счет регулирования закручивания торсиона 7-а поперечно-свертной муфтой 9, при этом в зацеплении возникают только радиальные усилия. После включения привода 1 замкнутый контур приводят во вращение. С помощью датчиков 12 снимают показания силы тока и напряжения, а с помощью устройства 13 изменяют частоту вращения входного вала 2. Крутящий момент передается на входной вал 2 через пальцевую муфту 8. На входном валу 2 закреплены два ведущих колеса 4, которые находятся в зацеплении с ведомыми колесами 5. Таким образом, на входном валу 2 и выходном валу 14 возникают статические моменты и силы давления на зубьях колес испытываемых передач 6. С помощью диагностической аппаратуры 11 снимают акустико-эмиссионные показания внутри редуктора, а с помощью термометра 10 измеряют температуру.

Таким образом, повышается наглядность процесса, увеличивается объем информации, а также возможна комплексная оценка факторов, влияющих на потери мощности в зубчатой передаче.