Belt Drive

Система механической передачи с тугим поясом, соединяющим два шкива

Библиотека:
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives

Описание

Блок Belt Drive представляет пару шкивов, соединенных с гибким идеальным, плоским, или V-образным поясом. Идеальный пояс не уменьшается относительно поверхностей шкива.

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 ветвях соответствует уравнению Эйлера. Модель составляет центробежную загрузку в гибком поясе, инерции шкива и подшипнике трения.

Блок Belt Drive является структурным компонентно-ориентированным на блоке Simscape™ Driveline™ Belt Pulley и Simscape блоки Translational Damper и Translational Spring. Translational Spring и блоки Translational Damper моделируют податливость пояса. Для уравнений, управляющих динамикой контакта между поясом и шкивом, смотрите блок Belt Pulley. Рисунок показывает блок-схему для блока Belt Drive.

Уравнения

Схемы показывают открытые и пересеченные настройки ременного привода. В открытой настройке пояса оба шкива имеют тенденцию вращаться в том же направлении, и более крупный шкив имеет больший пояс, переносят угол. В пересеченной настройке пояса шкивы имеют тенденцию вращаться в противоположных направлениях и иметь то же самое, переносят угол.

Схемы ременного привода

В открытой настройке угол переноса пояса вокруг каждого шкива дан выражениями:

$\begin{array}{l} θ_{A} = π + 2 * \sin^{- 1} \frac{R_{A} - R_{B}}{C}, \\ θ_{B} = π - 2 * \sin^{- 1} \frac{R_{A} - R_{B}}{C} \end{array}$

где:

_θA является углом переноса шкива A.
_θB является углом переноса шкива B.
_RA является эффективным радиусом шкива A.
_RB является эффективным радиусом шкива B.
C является расстоянием между центрами шкивов A и B.

Схема показывает, что открытая настройка переносит углы и параметры.

В пересеченной настройке переносятся эти два, углы равны, и угол переноса пояса вокруг каждого шкива

$θ_{A} = θ_{B} = π + 2 * \sin^{- 1} \frac{R_{A} + R_{B}}{C}$

Схема показывает, что закрытая настройка переносит углы и параметры.

Предположения и ограничения

Шкивы не переводят.
Коэффициент трения и скоростной порог трения между поясом и каждым из шкивов являются тем же самым.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Вал шкива скорость вращения
вращательное механическое устройство

Вращательный порт сохранения, сопоставленный с валом шкива A.

`B` — Вал шкива B скорость вращения
вращательное механическое устройство

Вращательный порт сохранения, сопоставленный с валом шкива B.

Параметры

развернуть все

Пояс

`Drive type` — Настройка ременного привода
`Open belt` (значение по умолчанию) | `Crossed belt`

Настройка ременного привода. Для получения дополнительной информации см. Схемы Ременного привода.

`Belt type` — Модель Belt
`Ideal - No slip` (значение по умолчанию) | `Flat belt` | `V-belt`

Модель Belt:

Ideal - No slip — Смоделируйте идеальный пояс, который не уменьшается относительно шкива.
Flat belt — Смоделируйте пояс с прямоугольным поперечным сечением.
V-belt— Смоделируйте пояс с V-образным поперечным сечением.

Зависимости

Этот параметр влияет на видимость связанных параметров пояса и настроек Contact.

`Compliance` — Модель Compliance
`No compliance - Suitable for HIL simulation` (значение по умолчанию) | `Specify stiffness and damping`

Модель Compliance.

No compliance - Suitable for HIL simulation — Смоделируйте несовместимый пояс, который не уступает эластично, когда подвергнуто силе. Чтобы приоритизировать производительность, выберите эту модель.
Specify stiffness and damping — Смоделируйте совместимый пояс, который действительно уступает эластично, когда подвергнуто силе. Чтобы приоритизировать точность, выберите эту модель.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если Belt type установлен в Ideal - No slip. Этот параметр влияет на видимость связанных параметров пояса.

`V-belt sheave angle` — Угол Sheave
30 `deg` (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

Угол Sheave V-пояса.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда Belt type установлен в V-belt.

`Number of V-belts` — Количество поясов
1 (значение по умолчанию) | положительное скалярное целое число

Количество V-поясов.

Значения нецелого числа округлены к самому близкому целому числу. Увеличение числа поясов увеличивает силу трения, эффективная масса на единицу длины и максимальная допустимая сила.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда Belt type установлен в V-belt.

`Centrifugal force` — Центробежная модель силы
`Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation` (значение по умолчанию) | `Model centrifugal force`

Центробежная модель силы. Если включено, центробежная сила насыщает приблизительно к 90 процентам значения силы на каждом конце пояса.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если Belt type установлен в Flat belt или V-belt. Если этот параметр устанавливается на Model centrifugal force, параметр Belt mass per unit length отсоединен.

`Belt mass per unit length` — Масса на единицу длины
0.6 `kg/m` (значение по умолчанию) | скаляр

Центробежный вклад силы в терминах линейной плотности, выраженной как масса на единицу длины.

Зависимости

Выбор Model centrifugal force для Centrifugal force параметр отсоединяет этот параметр.

`Longitudinal stiffness` — Пояс эффективная жесткость
`1e4` `N/m` (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

Эффективная жесткость пояса.

Зависимости

Этот параметр, не видимый, если Belt type установлен в Ideal - No slip и Compliance установлен в No compliance - Suitable for HIL simulation.

`Longitudinal damping` — Пояс эффективное расхолаживание
`1e3` `N/(m/s)` (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

Эффективное затухание пояса.

Зависимости

`Pre-tension` — Отдых натяжения ремня
100 `N` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Натяните в поясе, когда пояс и шкивы будут в покое. Значение должно быть положительным.

Зависимости

`Maximum tension` — Натяните пороговую модель
`No maximum tension` (значение по умолчанию) | `Specify maximum tension`

Натяните пороговую модель. Если Specify maximum tension выбран и натяжение ремня на любом конце пояса встречает или превышает значение, которое вы задаете для Belt maximum tension, симуляция останавливает и генерирует ошибку утверждения.

Зависимости

Для всех трех типов пояса, выбор Specify maximum tension отсоединяет параметр Belt maximum tension.

`Belt maximum tension` — Максимальный порог силы
`1e5` `N` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальная допустимая сила для каждого пояса. Когда сила на любом конце пояса встречает или превышает это значение, симуляция останавливает и генерирует ошибку утверждения.

Зависимости

Для всех трех типов пояса параметр Belt maximum tension отображается только, когда параметр Maximum tension устанавливается на Specify maximum tension.

Шкив A

`Pulley radius` — Радиус шкива
.15 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Радиус шкива.

`Bearing viscous friction coefficient` — Подшипник вязкого трения
0 `N*m/(rad/s)` (значение по умолчанию) | скаляр

Вязкое трение сопоставило с подшипниками, которые содержат ось шкива.

`Inertia` — Вращательная модель инерции
`No inertia` (значение по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

Вращательная модель инерции.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity отсоединяет параметры Pulley initial velocity и Pulley inertia.

`Pulley inertia` — Инерция шкива
0.01 `kg*m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Вращательная инерция шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для Inertia параметр отсоединяет этот параметр.

`Pulley initial velocity` — Начальный шкив вращательная скорость
0 `rad/s` (значение по умолчанию) | скаляр

Начальная вращательная скорость шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для Inertia параметр отсоединяет этот параметр.

Шкив B

`Pulley radius` — Радиус шкива
.30 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Радиус шкива.

`Bearing viscous friction coefficient` — Подшипник вязкого трения
0.001 `N*m/(rad/s)` (значение по умолчанию) | скаляр

Вязкое трение сопоставило с подшипниками, которые содержат ось шкива.

`Inertia` — Вращательная модель инерции
`No inertia` (значение по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

Specify inertia and initial velocity— К моделям вращательная инерция. Отсоединяет параметры Pulley initial velocity и Pulley inertia.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity отсоединяет параметры Pulley initial velocity и Pulley inertia.

`Pulley inertia` — Инерция шкива
0.03 `kg*m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Вращательная инерция шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для Inertia параметр отсоединяет этот параметр.

`Pulley initial velocity` — Начальный шкив вращательная скорость
0 `rad/s` (значение по умолчанию) | скаляр

Начальная вращательная скорость шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для Inertia параметр отсоединяет этот параметр.

Связаться

`Contact friction coefficient` — Свяжитесь с трением
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент трения Кулона между поясом и поверхностью шкива. Значением по умолчанию является 0.5.

`Wrap angle calculation` — Угловая модель вычисления
`Specify pulley center separation` (значение по умолчанию) | `Specify wrap angles`

Вычисляет ли блок угол переноса пояса на шкивах с помощью радиусов шкива, центрального разделения и типа дисков или если углы переноса заданы непосредственно. Опции:

Specify pulley center separation — Блок вычисляет угол переноса пояса на шкивах с помощью радиусов шкива, центрального разделения и типа дисков.
Отсоединяет параметр Pulley center separation.
Specify wrap angles — Блок использует углы переноса, которые вы задаете.

Зависимости

Выбор Specify pulley center separation отсоединяет параметр Pulley center separation.

Выбор Specify wrap angles отсоединяет параметры Pulley B wrap angle и Pulley A wrap angle.

`Pulley center separation` — Разделительное расстояние центра шкива
0.5 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Расстояние между центрами шкивов.

Зависимости

Параметр Pulley center separation отображается только, когда параметром Wrap angle calculation является Specify pulley center separation.

`Pulley A wrap angle` — Шкив переносит угол
145 `deg` (значение по умолчанию) | скаляр

Краевой угол между поясом и шкивом, присоединенным к порту A.

Зависимости

Параметр Pulley A wrap angle отображается только, когда параметром Wrap angle calculation является Specify wrap angles.

`Pulley B wrap angle` — Шкив переносит угол
215 `deg` (значение по умолчанию) | скаляр

Краевой угол между поясом и шкивом, присоединенным к порту B.

Параметр Pulley B wrap angle отображается только, когда параметром Wrap angle calculation является Specify wrap angles.

`Velocity threshold` — Свяжитесь с порогом
0.001 `m/s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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.

Больше о

развернуть все

Аппаратно-программное моделирование

Для оптимальной производительности симуляции, набор Belt> параметр Centrifugal force к Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation.

Документация

Belt Drive

Описание

Уравнения

Предположения и ограничения

Порты

Сохранение

A — Вал шкива скорость вращения вращательное механическое устройство

B — Вал шкива B скорость вращения вращательное механическое устройство

Параметры

Пояс

Drive type — Настройка ременного привода Open belt (значение по умолчанию) | Crossed belt

Belt type — Модель Belt Ideal - No slip (значение по умолчанию) | Flat belt | V-belt

Зависимости

Compliance — Модель Compliance No compliance - Suitable for HIL simulation (значение по умолчанию) | Specify stiffness and damping

Зависимости

V-belt sheave angle — Угол Sheave30 deg (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

Зависимости

Number of V-belts — Количество поясов1 (значение по умолчанию) | положительное скалярное целое число

Зависимости

Centrifugal force — Центробежная модель силы Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation (значение по умолчанию) | Model centrifugal force

Зависимости

Belt mass per unit length — Масса на единицу длины0.6 kg/m (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Longitudinal stiffness — Пояс эффективная жесткость 1e4 N/m (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

Зависимости

Longitudinal damping — Пояс эффективное расхолаживание 1e3 N/(m/s) (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

Зависимости

Pre-tension — Отдых натяжения ремня100 N (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Maximum tension — Натяните пороговую модель No maximum tension (значение по умолчанию) | Specify maximum tension

Зависимости

Belt maximum tension — Максимальный порог силы 1e5 N (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Шкив A

Pulley radius — Радиус шкива.15 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Bearing viscous friction coefficient — Подшипник вязкого трения0 N*m/(rad/s) (значение по умолчанию) | скаляр

Inertia — Вращательная модель инерции No inertia (значение по умолчанию) | Specify inertia and initial velocity

Зависимости

Pulley inertia — Инерция шкива0.01 kg*m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Pulley initial velocity — Начальный шкив вращательная скорость0 rad/s (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Шкив B

Pulley radius — Радиус шкива.30 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Bearing viscous friction coefficient — Подшипник вязкого трения0.001 N*m/(rad/s) (значение по умолчанию) | скаляр

Inertia — Вращательная модель инерции No inertia (значение по умолчанию) | Specify inertia and initial velocity

Зависимости

Pulley inertia — Инерция шкива0.03 kg*m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Pulley initial velocity — Начальный шкив вращательная скорость0 rad/s (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Связаться

Contact friction coefficient — Свяжитесь с трением0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Wrap angle calculation — Угловая модель вычисления Specify pulley center separation (значение по умолчанию) | Specify wrap angles

Зависимости

Pulley center separation — Разделительное расстояние центра шкива0.5 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Pulley A wrap angle — Шкив переносит угол145 deg (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Pulley B wrap angle — Шкив переносит угол215 deg (значение по умолчанию) | скаляр

Velocity threshold — Свяжитесь с порогом0.001 m/s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Больше о

Аппаратно-программное моделирование

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Представленный в R2012a

Документация Simscape Driveline

Поддержка

`A` — Вал шкива скорость вращения
вращательное механическое устройство

`B` — Вал шкива B скорость вращения
вращательное механическое устройство

`Drive type` — Настройка ременного привода
`Open belt` (значение по умолчанию) | `Crossed belt`

`Belt type` — Модель Belt
`Ideal - No slip` (значение по умолчанию) | `Flat belt` | `V-belt`

`Compliance` — Модель Compliance
`No compliance - Suitable for HIL simulation` (значение по умолчанию) | `Specify stiffness and damping`

`V-belt sheave angle` — Угол Sheave
30 `deg` (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

`Number of V-belts` — Количество поясов
1 (значение по умолчанию) | положительное скалярное целое число

`Centrifugal force` — Центробежная модель силы
`Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation` (значение по умолчанию) | `Model centrifugal force`

`Belt mass per unit length` — Масса на единицу длины
0.6 `kg/m` (значение по умолчанию) | скаляр

`Longitudinal stiffness` — Пояс эффективная жесткость
`1e4` `N/m` (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

`Longitudinal damping` — Пояс эффективное расхолаживание
`1e3` `N/(m/s)` (значение по умолчанию) | nonneagative скаляр

`Pre-tension` — Отдых натяжения ремня
100 `N` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum tension` — Натяните пороговую модель
`No maximum tension` (значение по умолчанию) | `Specify maximum tension`

`Belt maximum tension` — Максимальный порог силы
`1e5` `N` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pulley radius` — Радиус шкива
.15 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Bearing viscous friction coefficient` — Подшипник вязкого трения
0 `N*m/(rad/s)` (значение по умолчанию) | скаляр

`Inertia` — Вращательная модель инерции
`No inertia` (значение по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

`Pulley inertia` — Инерция шкива
0.01 `kg*m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pulley initial velocity` — Начальный шкив вращательная скорость
0 `rad/s` (значение по умолчанию) | скаляр

`Pulley radius` — Радиус шкива
.30 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Bearing viscous friction coefficient` — Подшипник вязкого трения
0.001 `N*m/(rad/s)` (значение по умолчанию) | скаляр

`Inertia` — Вращательная модель инерции
`No inertia` (значение по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

`Pulley inertia` — Инерция шкива
0.03 `kg*m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pulley initial velocity` — Начальный шкив вращательная скорость
0 `rad/s` (значение по умолчанию) | скаляр

`Contact friction coefficient` — Свяжитесь с трением
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Wrap angle calculation` — Угловая модель вычисления
`Specify pulley center separation` (значение по умолчанию) | `Specify wrap angles`

`Pulley center separation` — Разделительное расстояние центра шкива
0.5 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pulley A wrap angle` — Шкив переносит угол
145 `deg` (значение по умолчанию) | скаляр

`Pulley B wrap angle` — Шкив переносит угол
215 `deg` (значение по умолчанию) | скаляр

`Velocity threshold` — Свяжитесь с порогом
0.001 `m/s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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