Носов Н.А. - Расчёт и конструирование гусеничных машин (1066314), страница 106
Текст из файла (страница 106)
Тогда можно представить себе, что полумуфта торсионного вала преодолевает реактивный момент полумуфты вала стенда и является ведущей, а полумуфта вала стенда — ведомой. Таким образом, мощность 1т'„ в 1контуре передается в направлении от торсионного вала 1 к валу стенда 2. В общем случае для определения направления циркуляции мощности следует рассматривать две соседние детали замкнутого контура (две шестерни, два соседних элемента вала, две полу- муфты и т. д.). Если момент, действующий на первую деталь со стороны второй, направлен в сторону ее вращения, т.
е. Мтгэ, ) О, первая деталь является ведомой, а вторая — ведущей (М.,гз, ( 0), а мощность в контуре циркулирует в направлении от второй детали к первой. Подбор элементов замкнутого контура производится с таким расчетом, чтобы произведение всех передаточных чисел контура с учетом их знаков было равно единице. Для этого замыкающие редукторы стенда выполняют одинаковыми и устанавливают два 633 испытуемых объекта, располагая их навстречу друг другу (см. рис. Х1Ч.
2). Для определения к. п. д. испытуемых объектов на замкнутом стенде рассмотрим часть контура, показанную иа рис. Х!Ъ'.7. Допустим, что циркулирующая мощность Уи направлена от нагружателя И к испытуемым объектам ИО. Мощность, передаваемая валами а, Ь и с, в зависимости от момента нагружателя М„ и его угловой скорости ат„ будет равна и ' ип ~ ир ' Л', = М„оз„; Л', = Ж,Ч„,,; ))(с=тУвЧи.о=ткаЧ„о (Хтт ' ) Ук Следовательно, рис.
Х|т7Л. К определению к. и. д. испы- У„, = М,ю, = МиюиЧи. е туемых объектов на замкнутом стенде (Х Гтг. 11) Если испытуемые объекты установлены балансирно, разность моментов ̄— М, = М„может быть измерена весовым способом. Заменяя в уравнении (Х!Ч.!1) момент М, разностью М,— М„, а также учитывая, что со, = ю„, получим Ч„,, = ~/ " ".
(Х[Ч,12) При противоположном направлении циркуляции мощности (Х Пг.)З) Нагружатели замкнутых стендов. Опыт эксплуатации замкнутых стендов позволяет сформулировать следующие требования, которым должен удовлетворять нагружателти а) момент, создаваемый иагружателем, должен быть стабильным во времени; б) конструкция нагружателя должна обеспечивать возможность изменения величины момента на ходу, без остановки стенда; в) момент нагружателя должен непрерывно контролироваться; г) нагружатель должен иметь передаточное число, равное единице; д) нагружатель должен иметь высокий к.
п. д. Рассмотренный выше торсионный вал не удовлетворяет большинству из указанных требований и на практике почти не применяется. Наибольшее распространение в настоящее время получили планетарные и гидравлические нагружатели. Одна из возможных схем п л а н рт а р н о г о нагружателя представлена на рис. ХУ1.8. Два одинаковых планетарных ряда 534 соединены друг с другом эпициклами. Солнечная шестерня правого ряда жестко закреплена на раме стенда, к солнечной шестерне левого ряда прикреплен рычаг длиной 1, на конец которого подвешивается груз 9, создающий момент в контуре. Таким образом, момент нагружателя Мн = СЩ.
Коэффициент С определяется структурой планетарного механизма и его внутренним передаточным числом и потому для заданной конструкции является величиной постоянной. Обозначим момент на рычаге (;)1 = Мч, тогда С М (Х17.14) Из теории планетарных механизмов известно, что соотношение моментов на водиле (М,) и солнечной шестерне (М,) определяется следующим образом: — „,' = — "— =С= — (1+ к), (Х %.15) МЕ где к — параметр планетарного ряда, равный внутреннему передаточному числу механизма при остановленном водиле.
Тогда момент нагружателя М = — (1+ к) ®. (Х 1Ч.1б) В действительности определение момента Мн осложняется наличием потерь в нагружающем устройстве, которые могут быть значительными, особенно при низкой температуре масла. Напишем условие равновесия планетарного ряда М,+М,+М,=О, (ХЧ1.17) а также соотношение моментов на эпицикле (М,) и водиле (М,) с Учетом к.
п. д. Чн РЯда длЯ слУчаЯ циРкУлиции мощности от испытуемого объекта к нагружателю: Ч. М, )+к (Х1Ч.18) Решая совместно уравнения (Х117.17) и (Х1Ч.18), а также принимая во внимание, что М, = М, и М, = Мш получим Мн = — Мч (Х 1Ч.19) Подставив значение Мн в формулу (Х1Ч.13), найдем к. п, д. испытуемого объекта МЧ (1+ к) (Х 1Ч.20) М„((1+к) — )н)+МЕ(1+ ) Для случая циркуляции мощности от нагружателя к испытуемому редуктору Мч (1+ к) Чн Мн К(+ к)Чн к) (ХПг 21) МО (1 + к)Чн Один из способов определения к. п.
д. планетарного нагружателя на стенде состоит в том, что моменты измеряются на обоих остановленных звеньях нагружателя. Обозначим эти моменты для левого и правого рядов соответственно Мо, и Моа. Из выражения (Х1Ч.19) и,= — и, ч '~" . (х!ч.22~ Из уравнения равновесия правого ряда после несложных преобразований найдем Мо, = М,( —, т)и — т1'.) . (Х1Ч.23) Отсюда (1+ ) 2 — (Х1Ч.24) Рис. Х17.9. Диффереициаль иый иагружатель Зная моменты Мч, и Мо„из последнего выражения нетрудно найти величину т1„. Одним из частных случаев планетарного механизма является дифференциальный нагружатель (рис.
Х!Ч.9). Формулы, приведенные для планетарного нагружателя, могут быть распространены на дифференциалы, если положить в них к = — 1 и считать заторможенными водила. К недостаткам дифференциальных нагружателей по сравнению с планетарными следует отнести значительно более низкий к. п. д. и недостаточную износоустойчивость. В связи с этим требуются специ- Ф 1 альные мероприятия по организации их смазки и охлаждения.
Учет к. п. д. планетарных нагружателей хотя и возможен, 2 однако усложняет измерения и обработку экспериментальных данных. Этого недостатка лишен г и др а в л и ч е с к и й нагружатель (рис. Х!Ч.10), состоящий из барабана 1 с двумя перегородками и вала 2 с двумя лопастями. Че"ез Рис. х17. 10. Гидравлический иагружатель сверления в валу 2 в полости между лопастями подается рабочая жидкость (масло), давление которой стремится развернуть валы 1 и 2 друг относительно друга. Момент, создаваемый нагружателем, определяется давлением рабочей жидкости р и размерами нагружателя (шириной В, наружным 1) и внутренним д диаметрами лопастей) (Х 1Ч.25) М„= рВ (1) — !). 536 К.
п. д. нагружателя близок к единице. Кроме того, к его достоинствам следует отнести возможность испытания редукторов без нагрузки. При опорожиении полостей нагружателя момент становится практически равным нулю, в то время как любой механический нагружатель требует для этого разборки одной из соединительных муфт или нагружает испытуемый редуктор моментом собственных потерь холоси г~ того хода.
Представляет интерес один из частных видов замкнутых стендов — стенд для испытания шестерен. Испытуемые шестерни устанавливают в замыкающих редук- торах, которые соединяют между собой валами (рис. ХИ.1!). В качестве нагружателя может быть использован один из испытуемых редукторов, который для этой цели подвешивается балансирно на цапфах, соосных с одним из валов. К корпусу редуктора крепится рычаг!, на который подвешивается груз Я, создающий в контуре нагружающий момент 91.
Балансирный замыкающий редуктор может быть использован в качестве нагружателя на замкнутых стендах обычного типа. Однако в этом случае точность определения нагружающего момента снижается нз-за наличия потерь мощности в указанном редукторе, контроль которых в процессе эксперимента затруднен. 537 Инерционные стенды Для динамических испытаний силовых установок и передач необходимо имитировать инерционные нагрузки. С этой целью выходной вал испытуемого объекта соединяется с маховиком, момент инерции которого соответствующим образом рассчитывается. Принципиальная схема инерционного стенда изображена на рис. Х1Ч.12. Часто инерционные стенды используют для изучения работы фрикционных элементов и тормозов, В последнем случае применяют так называемую одномассовую схему инерционного стенда, в которой маховик располагается перед испытуемым объектом (рис.
Х!Ч.13). Ведомые части испытуемого узла в одномассовом стенде всегда остановлены, поэтому на стенде имитируется только момент инерции ведущих частей, благодаря чему схема и получила название одномассовой. Схема, представленная на рис. Х1Ч.12, является двухмассовой, так как в ней имитируются моменты инерции деталей, связанных как с ведущим, так и с ведомым валами испытуемого объекта.
Допустим, что испытуемый объект — коробка передач машины с массой М и радиусом ведущего колеса г, „. Между коробкой передач и ведущим колесом расположен бортредуктор с передаточным числом 1б . Чтобы привести массу машины к грузовому валу коробки передач, необходимо приравнять кинетическую энергию движущейся машины энергии маховика с моментом инерции У„р, вращающегося со скоростью грузового вала. Кнйетическая энергия машины (Х1Ч.26) где о — скорость машины; 6 — коэффициент, учитывающий мо- мент инерции вращающихся деталей ходовой части и трансмиссии от ведущего колеса до вала, к которому приводится масса. Рис. Х!Ч.12. Схема инерционного стенда: Рис.
Х1Ч.13. Схема одномассоиого инер- ционного стенда; т — двигатель; 2 — блоквровочкая муфта; а — маховик;  — кспытуемый объект à — двигатель; 2 — испытуемый объект; а — согласующий редуктор; 4 — маховик Выразим скорость машины и через угловую скорость грузового вала коробки передач ге„р (Х1Ч.27) тб. р Подставляя (Х1Ч.27) в (Х!Ч.26), получим М 2 2 ~морге. к (Р„= 2аб р (Х1Ч.28) Энергия маховика ул юл (Х1Ч.29) Приравнивая правые части (Х1Ч.28) и (Х1Ч.29), получим приведенный момент инерции маховика Мб 2 '7лл .2 (Х1Ч.ЗО) гб р Маховик с моментом инерции У„р, соединенный на стенде с грузовым валом той же коробки передач, будет создавать те же инерционные нагрузки, что и машина.
Иногда для уменьшения массы маховика между ним н испытуемым объектом на стенде устанавливают ускоряющий редуктор с пеРеДаточным числом гр ( 1. В этом слУчае в соответствии с пРа- 533 вилами приведения момент маховика, который требуется установить на стенде, будет из~2 2 (Х1Ч.З1) с.я При установке повышающего редуктора следует, однако, иметь в виду увеличение скорости маховика, что может привести к его разрушению. Стендовые маховики обычно выполняются в виде пакета из нескольких съемных массивных дисков, с помощью которых можно получить любой требуемый момент инерции. Момент инерции такого диска 1з определяется его шириной б, наружным )г„и внутренним )1', радиусами .(э= г Ин — ),в).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
