Устройство для моделирования механической передачи

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмхСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 13.07. 81(2) 333 б 143/18-24 11 М. Кл.з с присоединением заявки М С Об 6 7/б 4 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙПЕРЕДАЧИ Изобретение относится к аналого- вычислительной 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 ин" тегратор, блок моделирования и сухого трения и пятый интегратор, выход которого подключен к третьему входувторого интегратора, первому входутретьего интегратора и одной из вершин второго мостового выпрямителя,противоположная вершина которого подключена к второму входу пятого интегратора, другая пара вершин второгомостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена соответственно к выходу и входу второгоинвертора, выход инвертирующего усилителя подключен к третьему входу пятого интегратора и второму входупервого интегратора, третий вход первого интегратора подключен к выходублоха моделирования сухого трения, .другая пара входов которого подключена соответственно к входу и выходупервого инвертора, а выход первогоинтегратора соединен с вторым входом третьего интегратора 2),Недостатками данных устройств является то, что они не моделируютработу одноступенчатого планетарного25 механизма. Цель изобретения - расширениекласса решаемых задач за счет имитации одноступенчатого планетарного 30 механизма.вторым входом первого интегратора 4и вторым входом пятого интегратора12.Выход второго усилителя 5 соединен с первым входом четвертого интегратора 8, выход которого соединенс вторым входомтретьего интегратора 2 и входом третьего усилителя 11,выход третьего усилителя соединен спервым входом пятого интегратора 12, 10 выход которого соединен с первым входом интегратора 10 и входом неин;вертирующего усилителя 9, выход посо леднего соединен с вторым входомчетвертого интегратора 8. Третьи.входы второго 10 и четвертого 8 интеграторов являются соответствующимиВходами устройатва, .Устройство работает следующим об-.-разом.20Напряжение, пропорцнональное раскручивающему моменту П, подаетсяна первый вход входного интегратора1, соответствующего первой массе исследуемого механизма. Входной интегратор 1 начинает заряжаться и на 25 выходе его появляется сигнал Ц ,пропорциональный угловой скорости.вращения первой массы. Приведенныймомент инерции первой массы определяется постоянной времени интегри рования входного интегратора 1. Напряжение 0 поступает на первый входпервого интегратора 4, соответствующего податливости упругой связи между первой и второй массами и на тре- Я тий вход третьего интегратора 2,соответствующего податливой упругойсвязи между первой и третьей массамиПервый интегратор 4, заряжаясь,вырабатывает напряжение, пропорциональное моменту упругой связи Пммежду первой и второй массами. Этонапряжение, проходя через второйинвертор б, поступает на второй входвходного интегратора 1, уменьшаяскорость его заряда, и это же напряжение Ц,ц 2, проходя через первый.усилитель 7, поступает на второй входвторого интегратора 10, соответствующего второй массе, и начинает заряжать его, что соответствует раскручиванию второй массы. Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеевходной интегратор, четыре интегратора, два инвертора и два усилителя,первый вход входного интегратора является первым .входом устройства, выход входного интегратора подключенк первому входу-первого интегратора,второй вход которого соединен свыходом третьего интегратора, и кпервому входу третьегб интегратора,выходкоторого через второй усилитель подключен к первому входу.четвертого интегратора, выход последнегсоединен со вторым входом третьегоинтегратора,. дополнительно введенытретий усилитель, пятый интегратори неинвертирующий усилитель, выходкоторого соединен с вторым входомчетвертого интегратора, выход последнего.через третий усилитель подключен к первому входу пятого интегратора, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора,выход пятого интегратора соединенс входом неинвертирующего усилителя и первым .входом второго интегратора, выход первого интегратора через первый усилитель подключен квторому входу. второго интегратора,а через второй инвертор - к второму входу входного интегретора, третий вход которого через, первый инвертор подключен к выходу третьегоинтегратора, третьи входы второгои четвертого интеграторов являютсясоответствующими входами устройства.На фиг, 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - динамическаямодель одноступенчатого планетарного механизма,Устройство содержит входнойинтегратор 1, третий интегратор 2,первый инвертор 3, первый интегратор4, второй усилитель 5, второй инввртор б, первый усилитель 7, четвертый интегратор 8, неинвертирующийусилитель 9, второй интегратор 10,третий усилитель 11 и пятый интег;ратор 12.Выход входного интегратора 1соединен с первым входом первогоинтегратора 4 и с первым входомтретьего интегратора 2, выход первого интегратора 4 соединен с вхо-.дом второго инвертора б и с входом первого усилителя 7, выходвторого инвертора б соединен свторым входом входного интегратора1, выход третьего интегратора 2соединен с входом второго усилителя5 и с входом первого инвертора 3,выход первого инвертора 3 соединенс третьим входом входного интегратора.Выход первого усилителя 7 соединен с вторым входом второго интегратора 10, выход которого соединен с На выходе второго интегратора 10 вырабатывается напряжение, пропорциональное угловой скорости вращения второй массы 0,2,Приведенный момент, инерции второй массы определяется постоянной времени 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.Напряжение 0,2 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 внапряжение, пропорциональное моменту упругой связи первой и третьей масс Омэ, которое, проходя через первый инвертор 3, поступает на третий вход входного интегратора.1, уменьшая, в свою очередь, скорость его заряда,Напряжение О,з 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 Ом, аналогично введению передаточного числа между вращающимися первой и третьей массами.На входе четвертого интегратора 3 вырабатывается напряжение, пропорциональное угловой скорости вращения третьей массы Оц,з, которое подаетсяна второй вход третьего интеграто-. .ра 2, уменьшая скорость его заряда,что соотйетствует влиянию третьеймассы на вторую.Напряжение Омз с выхода четвертого интегратора 8 поступает на вход третьего усилителя 11, соответствующего передаточному отношению междутретьей и второй массами,. и с выхода третьего усилителя 11 преобразованное напряжение поступает на первый вход пятого интегратора 12.Напряжение О,с выхода второго интегратора 10 поступает на второй вход пятого интегратора 12, соответствующего податливости между второй.и третьей массами.Напряжение, пропорциональное моменту упругой связи .третьей и -вто-.рой масс Оэ, 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 второго10 и четвертого 8 интеграторов на,пряжение отсутствует, то заряд ихпроизводится равномерно, пропорционально закрутке второй и третьеймасс планетарного дифференциальногоряда,Если на третьи входЫ второго 10и четвертого 8 интеграторов податьодинаковые напряжения, которые определяют момент нагрузки, то кх заряд происходит с меньшей скоростью,но также равномерно при условии, чтопостоянные времени интегрированияу них одинаковые,Это полностью соответствует .рабо-,те дифференциала автомобиля, еслисчитать первой массой приведеннуюмассу карданного вала и вращающихсяс ним прилегающих деталей, а второйи третьей массами - соответственноприведенныемассы полуосей ведущихколес автомобиля.Если подать различные напряженияна третьи .входы второго .10 и четвертого 8 интеграторов, то происходитперераспределение скоростей зарядаэтих интеграторов, "причем, интегратор, на который подается меньшее напряжение, заряжается быстрее, что15 соответствует случаю; если ведущиеколеса автомобиля попали на разныегрунты и колесо проскальзывает намягком грунте,.Если же затормозить одну иэ масс,д) например вторую, т.е,подать на третий вход второго интегратора 10 такое напряжение, чтобы на выходе еговеличина напряжения О 2 = 0 то четвертый интегратор заряжается вдвое25 быстрее, что соответствует ускоренной раскрутке третьей массы.Таким образом, предлагаемое устройство моделирует работу одноатупенчатого планетарного механизма.щИспользование этого устройства позволяет получить все основные параметрыпланетарных передач на стадии ихразработки, в результате чего сокращаются сроки разработок и повышаетЗ 5 ся их качество,Кроме того, предлагаемое устройство можно использовать в трена- .жерах транспортных средств, которыеимеют в своем составе планетарныемеханизмы.формула изобретенияустройство для моделирования механической передачи, содержащеевходной интегратор, четыре интегра 45 тора, два инвертора и два усилителя,первый вход входного интегратора является первым входом устройства, выход входного интегратора подключен кпервому входу первого интегратора,, второй вход которого соединен с выходом третьего интегратора, и ипервому входу третьего интегратора,выход которого через второй усилительподключен к первому входу четвертого интегратора, выход последнегосоединен с вторым входом третьегоинтегратора, о т л и ч а ю щ е "е с я тем, что, с целью расширвния его функциональных воэможностейза счет моделирования работы одно 6 О ступенчатого планетарного механиз"ма, оно дополнительно содержит третий усилитель, пятый интегратор инеинвертирующкй усилитель, выходкоторого соединен с вторым входом65 четвертого интегратора, выход пос,7леднего 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 экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2809496/18-24,кл. 6 Об 6 7/70.10 2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3296416/18-24,кл. 6 Об 6 7/64, 1981 (прототип .1 НИИПИ Заказ 646/3 ираж 704 Подписно