Устройство для моделирования механической передачи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмх

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное н авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.07. 81(2 ) 3336143/18-24 ($$) М Кп 3 с присоединением заявки М

С 06 G 7/64

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070283. Бюллетень йо 5

Дата опубликовання описания 07. 02. 83 (531УДК 681 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.A.Áåëüêå и A.Н.Тулинов

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ

ПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к аналоговычислительной технике и может быть использовано для исследования крутильных колебаний, возникающих в. одноступенчатых планетарных механизмах.

Известно устройство, содержащее первый интегратор, выход которого соединен с входом усилителя, второй интегратор и ннвертор (1 ).

Наиболее" близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования механической лередачи, содержащее последовательно включенные первый интегратор, второй интегратор, инвертирующий усилитель и третий интегратор, выход которого соединен с вторым входом второго интегратора и одной вершиной первого мостового выпрямителя, противоположная вершина которого подключена к второму входу третьего интегратора, другая пара .вершин первого мостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена соответственно к выходу и входу третьего инвертора, последовательно соединенные четвертый интегратор, блок моделирования и сухого трения и пятый интегратор, выход которого подключен к третьему входу второго интегратора, первому входу третьего интегратора и одной из вершин второго мостового выпрямителя, противоположная вершина которого подключена к второму входу пятого интегратора, другая пара вершин второго мостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена соответственно к выходу и входу второго инвертора, выход инвертирующего усилителя подключен к третьему входу пятого интегратора и второму входу первого интегратора, третий вход первого интегратора подключен к выходу блоха моделирования сухого трения,другая пара входов которого подключена соответственно к входу и выходу первого инвертора, а выход первого интегратора соединен с вторым входом третьего интегратора (2 ).

Недостатками данных устройств является то, что они не моделируют работу одноступенчатого планетарного механизма.

Цель изобретения — расширение класса решаемых задач за счет имитации одноступенчатого планетарного

30 механизма.

995102

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее входной интегратор, четыре интегратора, два инвертора и два усилителя, первый вход входного интегратора является первым .входом устрояства, выход входного интегратора подключен к .первому входу-первого интегратора, второй вход которого соединен с выходом третьего интегратора, и к пеРвому входу третьегб интегратора, выход которого через второй усилитель подключен к первому входу.четвертого интегратора, выход последнег соединен со вторым входом третьего интегратора,. дополнительно введены третий усилитель, пятый интегратор и неинвертирующий усилитель, выход которого соединен с вторым входом четвертого интегратора, выход последнего.через третий усилитель подключен к первому входу пятого интегратора, .второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, выход пятого интегратора соединен с входом неинвертирующего усилителя и первым .входом второго интегратора, выход перво. о интегратора через первый усилитель подключен к второму входу. второго интегратора, а через второй инвертор — к второму входу входного интегретора, тре тий вход которого через. первый инвертор подключен к выходу третьего интегратора, третьи входы второго и четвертого интеграторов являются соответствующими входами устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — динамическая модель одноступенчатого планетарного механизма.

Устройство содержит входной интегратор 1, третий интегратор 2, первый инвертор 3, первый интегратор

4 второй yca meab 5, рой тор б, первый усилитель 7, четвертый интегратор 8, неинвертирующий усилитель 9, второй интегратор 10, третий усилитель 11 и пятый интег; ратор 12.

Выход входного интегратора 1 соединен с первым входом первого интегратора 4 и с первым входом третьего интегратора 2, выход первого интегратора 4 соединен с вхо-. дом второго инвертора б и с входом первого усилителя 7, выход второго инвертора б соединен с вторым входом входного интегратора

1, выход третьего интегратора 2 соединен с входом второго усилителя

5 и с входом первого инвертора 3, выход первого инвертора 3 соединен с третьим входом входного интегратора.

Выход первого усилителя 7 соединен с вторым входом второго интегра. тора 10, выход которого соединен с вторым входом первого интегратора 4 и вторым входом пятого интегратора

12.

Выход второго усилителя 5 соединен с первым входом четвертого интегратора 8, выход которого соединен с вторым входом третьего интегратора 2 и входом третьего усилителя 11, выход третьего усилителя соединен с первым входом пятого интегратора 12, 10 выход которого соединен с первым входом интегратора 10 и входом неин.— . вертирующего усилителя 9, выход последнего соединен с вторым входом четвертого интегратора 8. Третьи .входы второго 10 и четвертого 8 ин-. теграторов являются соответствующими .входами устройства..

Устройство работает следующим об-.

-разом.

Напряжение, пропорциональное раскручивающему моменту U „, подается на первый вход входного интегратора

1, соответствующего первой массе исследуемого механизма. Входной интегратор 1 начинает заряжаться и на

25. выходе его появляется сигнал U „, пропорциональный угловой скорости .вращения первой массы. Приведенный момент инерции первой массы определяется постоянной времени интегри3О рования входного интегратора 1. Напряжение 0 „„поступает на первый вход первого интегратора 4, соответствующего податливости упругой связи между первой и второй массами и на тре3$ тий вход третьего интегратора 2, соответствующего податливой упругой связи между первой и третьей массами °

Первый интегратор 4, заряжаясь, вырабатывает напряжение, пропорциональное моменту упругой связи U „g между первой и второй массами. Это напряжение, проходя через второй инвертор 6, поступает на второй вход входного интегратора 1, уменьшая скорость его заряда, и это же напряжение Ц,ц, проходя через первый.усилитель 7, поступает на второй вход второго интегратора 10, соответствующего второй массе, и начинает заряжать его, что соответствует раскручиванию второй массы.

На выходе второго интегратора 10 вырабатывается напряжение, пропорциональное угловой скорости вращения второй массы 0„,2.

Приведенный момент, инерции второй массы определяется постоянной вреиени интегрирования второго интегратора 10. Напряжение 0„,1 поступает на второй вход первого интегратора

4, уменьшая скорость его заряда. Кс эффициент, усиления первого усилителя

7 соответствует передаточному отношению между первой и второй массами.

995102

6.Напряжение TJ 2 с выхода входного интегратора 1 поступает на первый вход третьего интегратора 2, соответствующего податливости упругой связи между первой и третьей массами, и, заряжая его, преобразуется на. выходе в: напряжение, пропорциональное моменту упругой связи первой и третьей масс

U з, которое, проходя через первый инвертор 3, поступает на третий вход входного интегратора 1, уменьшая, в свою очередь, скорость его заряда. Напряжение U„, поступает на вход второго усилйтеля 5 к далее на пер- .вый вход четвертого интегратора 8, соответствующего третьей. массе.Коэффициент усиления второго усилителя

5 изменяет величину напряжения U, аналогично введению передаточного числа между вращающимися первой и третьей массами.

На входе четвертого интегратора

8 вырабатывается напряжение, пропорциональное угловой скорости вращения третьей массы 11ц,з, которое подается на второй вход третьего интеграто- . .ра 2, уменьшая скорость его заряда, что соотйетствует влиянию третьей массы на вторую.

Напряжение 0>з с выхода четвертоro интегратора 8 поступает на вход третьего усилителя 11, соответствующего передаточному отношению между третьей и второй массами,. и с выхода третьего усилителя 11 преобразованное напряжение поступает на первый вход пятого интегратора 12.

Напряжение 0,„2с выхода второго интегратора 10 поступает на второй вход пятого интегратора 1 2, соответствующего податливости между второй. и третьей массами.

Напряжение, пропорциональное моменту упругой связи .третьей и -второй масс U q2, подается на первый вход второго интегратора 10, изменяя скорость его заряда, к одновременно через неинвертирующий усилитель 9 подается на второй вход четвертого интегратора 8, уменьшая скорость его заряда.

Если на третьих входах второго

10 и четвертого 8 интеграторов на,пряжение отсутствует, то заряд их производится равномерно, пропорционально закрутке второй и третьей масс планетарного дифференциального ряда, Если на третьи входЫ второго 10 и четвертого 8 интеграторов подать одинаковые напряжения, которые определяют момент нагрузки, то кх заряд происходит с меньшей скоростью, но также равномерно при условии, что постоянные времени интегрирования у них одинаковые.

Это полностью соответствует .рабо-. те дифференциала автомобиля, если считать первой массой приведенную массу карданного вала и вращающихся с ним прилегающих деталей,.а второй и третьей массами — соответственно приведенные массы полуосей ведущих. колес автомобиля.

Если подать различные напряжения на третьи входы второго 10 и четвертого 8 интеграторов, то происходит перераспределение скоростей заряда этих интеграторов, "причем, интегратор, на который подается меньшее напряжение, заряжается быстрее, что

15 соответствует случаю; если ведущие колеса автомобиля попали на разные грунты и колесо проскальзывает на мягком грунте, Если же затормозить одну иэ масс, 2О например вторую, т.е.подать на третий вход второго интегратора 10 такое напряжение, чтобы на выходе его величина напряжения U Z = 0 то четвертый интегратор заряжается вдвое

25 быстрее, что соответствует ускоренной раскрутке третьей массы.

Таким образом, предлагаемое устройство моделирует работу одноатупенчатого планетарного механизма. щ Использование этого устройства поз-. воляет получить все основные параметры планетарных передач на стадии их разработки, в результате чего сокращаются сроки разработок и повышает35 кроме того, предлагаемое устройство можно использовать в трена- . жерах транспортных средств, которые имеют в своем составе планетарные механизмы.

Формула изобретения устройство для моделирования механической передачи, содержащее входной интегратор, четыре интегра45 тора, два инвертора и два усилителя, первый вход входного интегратора является первым входом устройства, выход входного интегратора подключен к первому входу первого интегратора, 5О второй вход которого соединен с выходом третьего интегратора, и к первому входу третьего интегратора, выход которого через второй усилитель подключен к первому входу четвертого интегратора, выход последнего соединен с вторым входом третьего интегратора, о т л и ч а ю щ е " е с я тем, что, с целью расширв« ния его функциональных воэможностей за счет моделирования работы одноступенчатого планетарного механизма, оно дополнительно содержит третий усилитель, пятый интегратор и неинвертирующий усилитель, выход которого соединен с вторым входом

6S четвертого интегратора, выход пос995102

7 леднего через третий усилитель подключен к первому входу пятого интегратора, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, выход пятого интегратора соединен с входом неинвертирующего усилителя и первым входом второго интегратора, выход первого интегратора через первый усилитель подключен к второму входу второго интегратора, а через второй инвертор — к второму входу входного интегратора, третий вход которого через. первый инвертор подключен к выходу третьего интегратора, третьи входы второго и четвертого интеграторов являются соответствующими входами устройства.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2809496/18-24, кл. G Об G 7/70.

10 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3296416/18-24, кл. G Об G 7/64, 1981 (прототип }.

ВНИИПИ Заказ 646/34

Тираж 704 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4