Гармонический диск

Редуктор скорости высокого отношения на основе эластичной деформации эллиптического механизма

Библиотека

Механизмы

Описание

Этот блок представляет компактное, высокое отношение, механизм сокращения скорости, который содержит три ключевых компонента:

Напрягите генератор волны
Эллиптический механизм
Круговой кольцевой механизм

Генератор волны деформации включает эллиптический разъем, соединяемый к мчавшемуся шарикоподшипнику. Это находится в эластичном металлическом механизме, деформируя его в небольшой эллиптический шаблон. Вращение эллиптического шаблона в корпусе механизма составляет волну деформации.

Эллиптически деформированный механизм затрагивает внутренние зубы фиксированного кругового кольцевого механизма незначительно большего диаметра. Запутывающий происходит одновременно в двух удлиненных концах эллиптического механизма. Этот проект удваивает зубы в mesh, повышая способность крутящего момента системы приводов.

Во время нормального функционирования основной вал управляет генератором волны деформации. Эллиптический разъем вращается свободно в эластичном металлическом механизме, распространяя волну деформации об оси вращения механизма. Эта волна деформации заставляет эллиптические зубы механизма затрагивать внутренние зубы кругового кольцевого механизма прогрессивно.

Внутреннее запутывающее между этими двумя механизмами заставляет эллиптическую ось механизма вращаться в противоречии с эллиптической волной деформации. Для каждого по часовой стрелке вращение, которое генератор волны деформации завершает, эллиптическая ось механизма, вращается против часовой стрелки небольшим количеством.

Большие отношения сокращения являются результатом почти равных зубных чисел механизма. Эффективное отношение сокращения механизма:

$r = \frac{n_{E}}{n_{C} - n_{E}},$

где:

r является отношением сокращения механизма.
n _C является зубным количеством кругового кольцевого механизма.
n _E является зубным количеством деформируемого эллиптического механизма.

Дополнительные параметры составляют потери мощности из-за механизма запутывающее и вязкое трение. Блок Simple Gear обеспечивает основу этого блока. Для получения дополнительной информации смотрите Простой Механизм.

Тепловое моделирование

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры через дополнительный тепловой порт сохранения. По умолчанию тепловой порт скрыт. Чтобы представить тепловой порт, щелкните правой кнопкой по блоку по своей модели и, из контекстного меню, выберите Simscape> Block choices. Выберите вариант, который включает тепловой порт. Задайте связанные тепловые параметры для компонента.

Порты

Порт	Описание
B	Сохранение вращательного порта, представляющего основной вал
F	Сохранение вращательного порта, представляющего вал последователя

Параметры

Основной

Number of teeth on elliptical gear: Общее количество зубов, высовывающихся исходящий от эллиптического периметра механизма. Этот номер должен быть немного меньшим, чем количество зубов на круговом кольцевом механизме. Отношение двух зубных чисел механизма задает относительные угловые скорости валов последователя и основы. Значением по умолчанию является 100.
Number of teeth on circular gear: Количество зубов, высовывающихся внутрь от кругового кольцевого периметра механизма. Этот номер должен быть немного больше, чем количество зубов на эллиптическом механизме. Отношение двух зубных чисел механизма задает относительные угловые скорости валов последователя и основы. Значением по умолчанию является 102.

Поймать в сети потери

Параметры для того, чтобы поймать в сети потери меняются в зависимости от выбранного варианта блока — один с тепловым портом для теплового моделирования и один без него.

Без теплового порта

Friction model

Список моделей трения на различных уровнях точности для оценки потерь мощности из-за запутывающего.

No meshing losses - Suitable for HIL simulation — Пропустите трение между винтиками механизма. Запутывающий идеально.
Constant efficiency — Уменьшайте передачу крутящего момента постоянным коэффициентом полезного действия. Этот фактор падает в области значений 0 <η ≤ 1 и независим от загрузки. Выбор этой опции представляет дополнительные параметры.
Постоянная эффективность
Efficiency
Закрутите эффективность передачи (η) между валами последователя и основой. Этот параметр обратно пропорционален запутывающим потерям мощности. Значения могут колебаться от 0 до 1. Значением по умолчанию является 0.95.
Follower power threshold
Абсолютное значение степени вала последователя, выше которой полный коэффициент полезного действия в действительности. Гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициент полезного действия от нуля когда в покое к полному значению эффективности в пороге степени.
Как инструкция, порог степени должен быть ниже, чем ожидаемая степень, переданная во время симуляции. Более высокие значения могут заставить блок недооценивать потери эффективности. Очень низкие значения могут, однако, повысить вычислительную стоимость симуляции. Значением по умолчанию является 0.001 W.
Load-dependent efficiency — Уменьшайте передачу крутящего момента переменным коэффициентом полезного действия. Этот фактор падает в области значений 0 <η <1 и меняется в зависимости от загрузки крутящего момента. Выбор этой опции представляет дополнительные параметры.
Зависимая загрузкой эффективность
Input shaft torque at no load
Сетевой крутящий момент (_{неактивный} τ) действующий на входной вал в нерабочем режиме, например, когда передача крутящего момента в выходной вал равняется нулю. Для ненулевых значений входная мощность в нерабочем режиме полностью рассеивается из-за запутывающих потерь. Значением по умолчанию является 0.1 N*m.
Nominal output torque
Выведите крутящий момент (τ _F), в котором можно нормировать зависимую загрузкой эффективность. Значением по умолчанию является 5 N*m.
Efficiency at nominal output torque
Закрутите эффективность передачи (η) в номинальном выходном крутящем моменте. Значения эффективности должны упасть в интервале [0, 1]. Большие значения эффективности соответствуют большей передаче крутящего момента между валами ввода и вывода. Значением по умолчанию является 0.95.
Follower angular velocity threshold
Абсолютное значение вала последователя угловая скорость, выше которой полный коэффициент полезного действия в действительности (ω _F). Ниже этого значения гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициент полезного действия одному, понижая потери эффективности, чтобы обнулить когда в покое.
Как инструкция, угловой скоростной порог должен быть ниже, чем ожидаемая угловая скорость во время симуляции. Более высокие значения могут заставить блок недооценивать потери эффективности. Очень низкие значения могут, однако, повысить вычислительную стоимость симуляции.
Значением по умолчанию является 0.01 rad/s.

С тепловым портом

Friction model

Выбор модели для представления трения. Модель может включить температуру и загрузить зависимости трения или только температурную зависимость. Настройкой по умолчанию является Temperature-dependent efficiency.

Temperature

Массив температур раньше создавал интерполяционную таблицу эффективности. Значения массивов должны увеличиться слева направо. Температурный массив должен быть одного размера как массив эффективности в температурно-зависимых моделях. Это должно быть одного размера как одна строка матрицы эффективности в температуре и загрузить зависимые модели. Массивом по умолчанию является [280 300 320] K.

Load at elliptical gear

Массив загрузок эллиптического механизма раньше создавал 2D интерполяционную таблицу температурной эффективности загрузки для температуры и загружал зависимые модели эффективности. Значения массивов должны увеличиться слева направо. Массив загрузки должен быть одного размера как отдельный столбец матрицы эффективности. Массивом по умолчанию является [1 5 10] N*m.

Efficiency

Массив эффективности раньше создавал 1D интерполяционную таблицу температурной эффективности для температурно-зависимых моделей эффективности. Элементы массива являются эффективностью при температурах в массиве Temperature. Эти два массива должны быть одного размера.

Этот параметр появляется только, когда вы выбираете температурно-зависимую модель трения. Массивом по умолчанию является [0.95 0.9 0.85].

Efficiency matrix

Матрица эффективности компонента раньше создавала 2D интерполяционную таблицу температурной эффективности загрузки. Элементы матрицы являются эффективностью при температурах в массиве Temperature и при загрузках в массиве Load at elliptical gear.

Количество строк должно совпасть с числом элементов в массиве Temperature. Количество столбцов должно совпасть с числом элементов в массиве Load at elliptical gear.

Этот параметр появляется только, когда вы выбираете температуру и загружаете зависимую модель эффективности. Матрицей по умолчанию является [ 0.85 0.8 0.75; 0.95 0.9 0.85; 0.85 0.8 0.7 ].

Follower power threshold

Видимый, только если вы выбираете Temperature-dependent efficiency как модель трения. Абсолютное значение степени вала последователя, выше которой полный коэффициент полезного действия в действительности. Гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициент полезного действия между нулем когда в покое и значением, обеспеченным интерполяционной таблицей температурной эффективности когда в пороге степени. Значением по умолчанию является 0.001 W.

Follower angular velocity threshold

Видимый, только если вы выбираете Temperature and load-dependent efficiency как модель трения. Абсолютное значение вала последователя угловая скорость, выше которой полный коэффициент полезного действия в действительности. Ниже этого значения гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициент полезного действия одному, понижая потери эффективности, чтобы обнулить когда в покое. Значением по умолчанию является 0.01 rad/s.

Вязкие потери

Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F): Двухэлементный массив с вязкими коэффициентами трения в действительности в основе и валах последователя. Массив по умолчанию, [0 0] N*m/(rad/s), соответствует нулевым вязким потерям.

Тепловой порт

Thermal mass: Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры. Значением по умолчанию является 50 J/K.
Initial temperature: Температура компонента в начале симуляции. Начальная температура изменяет эффективность компонента согласно вектору эффективности, который вы задаете, влияя на запутывающий запуск или потери трения. Значением по умолчанию является 300 K.

Симуляция в реальном времени

Аппаратно-программное моделирование

Для оптимальной производительности симуляции используйте Meshing Losses> настройка по умолчанию параметра Friction model, No meshing losses - Suitable for HIL simulation.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Блоки Simscape

Циклоидальный диск | Простой механизм | Простой механизм с переменной эффективностью

Документация

Гармонический диск

Библиотека

Описание

Тепловое моделирование

Порты

Параметры

Основной

Поймать в сети потери

Вязкие потери

Тепловой порт

Симуляция в реальном времени

Аппаратно-программное моделирование

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Блоки Simscape

Темы

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Документация

Гармонический диск

Библиотека

Описание

Тепловое моделирование

Порты

Параметры

Основной

Поймать в сети потери

Вязкие потери

Тепловой порт

Симуляция в реальном времени

Аппаратно-программное моделирование

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

Блоки Simscape

Темы

Документация Simscape Driveline

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.