Устройство для моделирования многозвенной механической передачи

Союз СоветскихСоциалистическихРеснубпнк ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬС 7 ВУ и 64146Гасударственный комитет СССР ке делвм нзебретеннй н ОТциютнйДата опубликования описания 07.01,79(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МНОГОЭВЕИНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ; с)а=М;-А. а;-м Изобретение относится к средствам аналоговой вычислительной техники и пред. назначено для применения при моделирс- вании систем, содержащих механические передачи.Известно, что момент, передаваемый 5 от одной сосредоточенной массы к другой, является функцией деформации упругих элементов, разделяющих эти массы, и может быть представлен в виде М = Кд,31 1 ф где 1 - номер звена механической пере- О дачи; М - момент, передаваемый соответствующим звеном; ф; - величина упру гой деформации элементов соответствующего звена; К - коэффициент упругости, зависящий от материала, из которого из- т 5 готовлены элементы передачи, их размеров и формы, Деформация д в беэлюфтовой передаче определяется очевидным соотношением дй 91 - Чг 1, где Ч Чгтсоответственно, входная и выходная коор а динаты соответствующего звена механической передачи, причем выходная коордьната предыдущего звена является входной координатой для последующего. Уравнениякаждого иэ звеньев передачи запишутсяследующим образом. где- передаточное число соответствующего звена передачи,д - момент инерции элементов соответствующего звена передачи;Ф .- момент сопротивления на выходном валу соответствующего звена передачи от сил сухого трения.Известно аналоговое устройство дпя моделирования механических передач с люфтами и упругостями, а также с учетом коэффициента полезного действия обратимых и необратимых цепей моделируемых передач, содержащее интеграторы, усилетели, четырехдиодные мосты, резисторы и источники постоянного двухполярного напряжения. При этом многозвенная механическая передача представляется системоймасс, разделенных упругими элементамии люфтами 11.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройствосодержащее входной интегратор и цепочкипо числу звеньев механической передачи,каждая из которых состоит из последовательно соединенных первого интегратора, 1 Оусилителя и второго интегратора, входнойи вторые интеграторы через соответствующие мостовые выпрямители соединены систочниками постоянного напряжения, выход усилителя первой цепочки соединен со 1входом входного интегратора, выход усилителя каждой последующей цепочки соединен со входом втоуого интегратора предыдущей цепочкиК недостатку .указанного устройства 20следует отнести недостаточную точностьмоделирования.Целью изобретения является повышение точности моделирования.Поставленная цель достигается тем, 25что в устройство введены по числу звеньевмеханической передачи дополнительные цепочки из последовательно-соединенныхфункционального преобразователя и блоканелинейиостей, выход каждого блока нелинейностей подключен ко входу усилителя соответствуюцей цепочки а вход каждого функционального преобразователясоединен с выходом второго интеграторасоответствующей цепочки и входом перво- З 5го интегратора последующей цепочки.На чертеже представлена схема устройства для моделирования многозвенноймеханической передачи,Устройство содержит входной интегратор 1, к выходу которого последовательно по числу звеньев механической передачи И подключ",ны И цепочек 2. Кшкдаяиз цепочек содержит первый интегратор3, усилитель 4 и второй интегратор 5. 45Вход интегратора 3 является входом соответствующей цепочки, а выход через пследовательно соединенные резистор 6 иусилитель 4 соединен со входом интегратора 5, выход которого соединен со вторым входом интегратора 3 и является выходом соответствующей цепочки 2, причемвыход усилителя 4 первой цепочки соеди.нен с входом интегратора 1.Кроме того, входу и выходу интегратора 1 и ко входу и выходу интегратора 5каждой цепочки подключены соответствующие блоки 7, каждый из которых содержит.мостовой выпрямитель 8, подключенный к соответствующему интегратору, аточки встречного и обратного соединениядиодов мостового выпрямителя 8 подключены через резисторы 9 и 10 к источнику постоянного двухполярного напряжения11, Выход интегратора 5 каждой цепочкисоединен с соответствующим функциональным преобразователям 12, выход которого через соответствующие последовательно соединенные блок нелинейностей 13 ирезистор 14 подключен ко второму входуусилителя 4 соответствующей цепочки.Функциональный преобразователь 12 представляет собой устройство для формирования сигнала, пропорционального величинеугла поворота выходного вала соответствующего звена передачи с правильным чередованием его квадрантов при смене знака скорости изменения этого угла. Он содержит генератор периодических колебаний15, состоящий из последовательно соединенных в замкнутую кольцевую схему диодного моста 16, интегратора 17, резиотора 18, усилителя 19 и инвертора 20;причем выход инвертора 20 соединенчерез резистор 21 со вторым входом усилителя 19, вход и выход которого соединены через встречно-включенные стабилигроны 22 и 23. Кроме того, к точкамвстречного и обратного соединений диодовмоста 16 через резисторы 24 и 25 подключен двухполупериодный выпрямитель26, выполненный на инверторе 27 и диодах 28, 29, 30, 31. Вход инвертора 27,являющийся входом функционального преобразователя 12, соединен с выходом итегратора 5 и со зходом блока формирования знака входного напряжения 32 содержащегоо последовательно соединенные диодный мост ЗЗ и усилитель 34,причем точкивстречного и обратного соединений диодовмоста ЗЗ подключены через резисторы35 и 36 к источнику постоянного двухполярного напряжения 37, Выход усилителя 34, являющийся выходом блока формирования знака входного напряжения 32,соединен через дифференцирующую цепочку 38. со входом двухполупериодного выпрямителя 39, выполненного на инверт.ре 40 и диодах 41, 42, 43, 44, а точки встречного и обратного соединений диодов 42, 43 и 41, 44 соединены черезрезисторы 45 и 46, соответственно, сточками обратного и встречного соединений диодов моста 47, включенного с вы-,хода усилителя 19 на его вход. Выходинтегратора 17, являющийся выходомфункционального преобразователя 12, соединен со входом блока нелинейностей 13.Устройство работает следующим образом.Напряжение 0 п, пропорциональное движущему моменту на валу двигателя, поступает на вход интегратора 1. С выходаинтегратора 1 напряжение, пропорциональное скорости движения входного ввлв первого звена механической передачи, поступает на вход интегратора 3, на другойвход которого поступает напряжение с выхода интегратора 5, пропорциональноескорости движения выходного ввлв первого звена моделируемой передачи. На выхоре интегратора 3 формируется нвпряжение, пропорциональное деформации упругих элементов первого звена передачи,которое через резистор 6 поступает нввход усилителя 4, с выхода которого напряжение, пропорциональное моменту, передаваемому первым упругим звеном поступает на вход интегратора 5, которыйв сочетании с блоком 7 моделирует действие момента сопротивления от сил сухого трения на выходном валу первого 25звена моделируемой технической передачи. Кроме того, напряжение с выхода итегрвторв 5 постпает на вход последующей цепочки, которая работает аналогичным образом, и на вход функционального зОпреобоаэователя 12. При изменении знака скорости движения вала двигателя(входного вала механической передачи)изменяется знак напряжения нв выходеинтегратора 5 и, следовательно, на вхо- дде функционального преобразователя 12.При этом иа выходе блока формированиязнака входного напряжения 32 произойдет скачок напряжения и с выхода диодного моста 47 нв вход усилителя 19 опройдет импульс той же полярности, чтои напряжение на выходе этого усилителя, в результате его напряжение нв выходе усилителя 19 сменит знак, а напряжение на выходе интегратора 17, являющегося выходом функционального преобразователя 12, будет изменяться в противоположном направлении, и чередование1 ввдрвнтов угла поворота выходного вала соответствующего звена моделируемоймеханической передачи будет правильным,С выхода интегратора 17 сигнал поступает на вход блока нелинейностей 13, реализующего нелинейную зависимость кинемюической погрешности звена механичес 55 кой передачи в функции угла поворота выходного ввлв соответствующего звена. С выхода блока нелинейностей 13 через резистор 14 сигнал подается на второй вход усилителя 4, и, таким образом, вводится в модель соответствующего звена механической передачи.Таким образом, учитываются кинемв- тические погрешности элементов зацепления при моделировании многозвенной пере дачи и в результате функциональные воэможности устройства для моделирования многоэвенной механической передачи расширяются, в точность моделирования повышается.Ф ормула изобретенияУстройство для моделирования многозвенной механической передачи, содержащее входной интегратор и цепочки по числу звеньев механической передачи, каждая иэ которых состоит иэ последовательно соединенных первого интегратора, усилителя и второго интегратора, входной и вторые интеграторы через соответствую щие мостовые выпрямители соединены с источниками постоянного напряжения, выход усилителя первой цепочки соединен со входом входного интегратора, выход усилителя каждой последующей цепочки соединен со входом второго интегратора предыдущей цепочки, о т л и ч в ю щ е ес я тем, что, с целью повышении то- ности моделирования, в него введены по числу звеньев механической передачи дополнительные цепочки из последовательно соединенных функционального преобразователя и блока нелинейностей, выход каждого блока нелинейностей подключен ко входу усилителя соответствующей цепочки, в вход каждого функционального преобразователя соединен с выходом второго интегратора соответствующей цепочки и входом первого интегратора последующей цепочки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство СССР И 341051, кл. б 06 б 7/54, 1972.2. Литовченко Ц, Г. Аналитическое и структурное описание механической передачи. Автоматика и телемеханикв, 1961, т. ХХП, М 3, с. 1106.Составитель Л. ПотаповаРедактор Э, Лукин Техред Н. Андрейчук Корректор А. ГриценкоЗаказ 7515/45 Тираж 771 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауцская наб., д. 4/5 филиал ППП. Натент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4