Шкив пояса
Элемент механической передачи с фрикционным поясом перенес окружность шкива
Библиотека
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives
Описание
Этот блок представляет шкив, перенесенный в гибкий плоский или V-образный пояс. Модель составляет трение между гибким поясом и периферией шкива. Если сила трения не достаточна, чтобы управлять загрузкой, модель позволяет промах. Отношение между силами в трудных и свободных ответвлениях соответствует Эйлеровому уравнению. Модель составляет центробежную загрузку в гибком поясе, инерции шкива и переносе трения.
Диалоговое окно блока позволяет вам выбрать относительное направление пояса движения. В зависимости от выбранной установки два конца пояса могут переместиться в равные или противоположные направления. Модель блока принимает несоблюдение в поясе и никаком сопротивлении, чтобы двинуться из-за переноса шкива.
Механическая передача модели уравнений блока между поясом переходит или к/от шкиву. Трудные и свободные ответвления используют то же вычисление. Без достаточной силы фрикционной силы недостаточно, чтобы передать степень между шкивом и поясом.
Модель допустима, когда оба конца пояса находятся в силе. Дополнительное предупреждение может отобразиться в командной строке MATLAB®, когда любой конец пояса теряет силу. При сборке модели гарантируйте, что сила сохраняется в течение симуляции. Рассмотрите это требование, когда вы интерпретируете результаты симуляции.
Уравнения
Если относительная скорость между поясом и шкивом положительна или нуль, который является , Блок-полиспаст Пояса вычисляет силу трения как
Если относительная скорость отрицательна, который является , сила трения вычисляется как
В обоих случаях:
Где:
Vrel является относительной скоростью между периферией шкива и поясом.
VA является Ответвлением линейная скорость.
VB является Ответвлением B линейная скорость.
ωS является шкивом угловая скорость.
R является радиусом шкива.
FC является поясом центробежная сила.
ρ является поясом линейная плотность.
Ffr является силой трения между шкивом и поясом.
FA является силой, действующей вдоль ответвления A.
FB является силой, действующей вдоль ответвления B.
f является коэффициентом трения.
θ является контактом, переносят угол.
Для плоского пояса задайте значение f непосредственно в диалоговом окне параметров блоков. Для V-пояса модель вычисляет значение как
где:
f' является эффективным коэффициентом трения для V-пояса.
Φ является V-пояс sheave угол.
Идеализация разрыва в Vrel = 0 является и трудной для решателя решить и не физически точная. Чтобы облегчить эту проблему, коэффициент трения принят, чтобы изменить его значение как функцию относительной скорости, таким образом что
где
μ является мгновенным значением коэффициента трения.
f является установившимся значением коэффициента трения.
Vthr является скоростным порогом трения.
Скоростной порог трения управляет шириной области, в которой коэффициент трения изменяет свое значение от нуля до установившегося максимума. Скоростной порог трения задает скорость, в которой гиперболическая касательная равняется 0.999. Чем меньший значение, тем более крут изменение μ.
Эта сила трения вычисляется как
Получившийся крутящий момент на шкиве дан как
где:
TS является крутящим моментом шкива.
b является переносящим вязким затуханием.
Fthr является порогом силы.
Предположения и ограничения
Модель не составляет соответствие вдоль пояса.
Оба конца пояса поддерживают соответствующую силу в течение симуляции.
Порты
Соглашение знака таково, что, когда Belt direction установлен в Ends move in opposite direction, положительное вращение в порте S имеет тенденцию давать отрицательный перевод для порта A и положительный перевод для порта B.
Сохранение
Параметры
Пояс
- Belt type
Тип гибкого элемента смоделирован.
Flat belt— (Значение по умолчанию)V-belt— Представляет параметры Number of V-belts и V-belt sheave angle.
- V-belt sheave angle
Угол Sheave V-пояса. Значением по умолчанию является
30 deg.Параметр V-belt sheave angle видим только, когда параметром Belt type является
V-belt.- Number of V-belts
Количество параллельных V-поясов. Значением по умолчанию является
1.Значения нецелого числа округлены к самому близкому целому числу. Увеличение числа поясов увеличивает силу трения, эффективная масса на единицу длины и максимальная допустимая сила.
Параметр Number of V-belts видим только, когда параметром Belt type является
V-belt.- Centrifugal force
Выберите, включать ли эффекты центробежной силы. Если включено, центробежная сила насыщает приблизительно к 90% значения силы на каждом конце пояса. Опции:
Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation— Опция по умолчанию, которая не включает центробежные вклады силы.Model centrifugal force— Представляет параметр Belt mass per unit length для конфигурирования центробежного вклада силы.
- Belt mass per unit length
Линейная плотность каждого пояса. Значением по умолчанию является
0.6 kg/m.Модель использует этот параметр, чтобы вычислить центробежную загрузку. Этот параметр включен, только если вы выбираете
Model centrifugal forceдля параметра Centrifugal force.- Belt direction.
Относительное направление переводного движения одного пояса заканчивается относительно другого. Опции включают:
Ends move in opposite directionEnds move in same direction
- Maximum tension
Задает, выдает ли блок утверждение, когда натяжение ремня является слишком большим.
No maximum tension— (Значение по умолчанию)Specify maximum tension— Выдает утверждение, когда натяжение ремня слишком высоко. Представляет параметр Belt maximum tension.
- Belt maximum tension
Максимальная допустимая сила для каждого пояса. Значением по умолчанию является
1e+5 N.Когда сила на любом конце пояса встречает или превышает это значение, концы симуляции с ошибкой.
Параметр Belt maximum tension видим только, когда параметром Maximum tension является
Specify maximum tension.- Tension warning
Задает, пишет ли блок предупреждение в командной строке MATLAB когда сила с обоих концов падений пояса, ниже нуля.
Do not check tension— (Значение по умолчанию)Warn if either end loses tension
Выберите вкладку Pulley, чтобы задать характеристики шкива.
Шкив
- Pulley radius
Радиус шкива. Значением по умолчанию является
0.15 m.- Bearing viscous friction coefficient
Вязкое трение сопоставило с подшипниками, которые содержат ось шкива. Значением по умолчанию является
0.001 N*m/(rad/s).- Inertia
Задает ли модели блока вращательная инерция шкива.
No inertia— (Значение по умолчанию)Specify inertia and initial velocity— Модели вращательная инерция. Представляет параметры Pulley initial velocity и Pulley inertia.
- Pulley inertia
Вращательная инерция шкива. Значением по умолчанию является
0.01 kg*m^2.Параметр Pulley inertia видим только, когда параметром Inertia является
Specify inertia and initial velocity.- Pulley initial velocity
Начальная вращательная скорость шкива. Значением по умолчанию является
0 rad/s.Параметр Pulley initial velocity видим только, когда параметром Inertia является
Specify inertia and initial velocity.чтобы задать характеристики контакта, используйте панель Contact.
Связаться
- Contact friction coefficient
Кулонов коэффициент трения между поясом и поверхностью шкива. Значением по умолчанию является
0.5.- Wrap angle
Краевой угол между поясом и шкивом. Значением по умолчанию является
180 deg.- Friction velocity threshold
Относительная скорость требуется для пикового кинетического трения в контакте. Скоростной порог трения улучшает числовую устойчивость симуляции путем гарантирования, что сила непрерывна, когда направление скорости изменяется. Значением по умолчанию является
0.001 m/s.
Симуляция в реальном времени
Аппаратно-программное моделирование
Для оптимальной производительности симуляции, набор Belt> параметр Centrifugal force к Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation.