Double-Shoe Brake

Фрикционный тормоз с два вертелся обувь, диаметрально расположенная о вращающемся барабане

  • Библиотека:
  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Brakes & Detents / Вращательный

Описание

Блок Double-Shoe Brake представляет фрикционный тормоз с два, вертелся твердая обувь, которая нажимает против вращающегося барабана, чтобы произвести торможение. Твердая обувь находится внутри или снаружи вращающегося барабана в диаметрально противоположной настройке. Положительная сила приведения в действие заставляет твердую обувь нажимать против вращающегося барабана. Вязкий и трение контакта между барабаном и твердыми поверхностями обуви заставляют вращающийся барабан замедляться.

Тормоза двойной обуви предоставляют высокому тормозному моменту маленькие отклонения привода в приложениях, которые включают моторные транспортные средства и некоторое тяжелое машиностроение. Модель использует простую параметризацию с с готовностью доступной геометрией тормоза и параметрами трения.

Уравнения

В схематическом, a) представляет внутренний тормоз двойной обуви и b) представляет внешний тормоз двойной обуви. В обеих настройках положительная сила приводов F сводит обувь и поверхности трения барабана. Результатом является момент трения, который вызывает замедление вращающегося барабана. Нуль и отрицательные силы не сводят обувь и поверхности трения барабана и производят нулевой тормозной момент.

Модель использует приближение длинной обуви. Уравнения для момента трения, который разрабатывают продвижение и запаздывающая обувь:

TLS=cμparD2(потому чтоθsbпотому чтоθs)sinθa,

TTS=cμpbrD2(потому чтоθsbпотому чтоθs)sinθa,

c=ra+rpпотому чтоθp,

где для 0θsπ2,

θa=θs,

и для θsπ2,

θa=π2.

Где:

  • TLS является моментом привода, который разрабатывает ведущая обувь.

  • TTS является моментом привода, который разрабатывает запаздывающая обувь.

  • μ является эффективным коэффициентом трения контакта.

  • pa является максимальным линейным давлением в ведущем контакте барабана обуви.

  • pb является максимальным линейным давлением в запаздывающем контакте барабана обуви.

  • rD является радиусом барабана.

  • θsb является углом начала обуви.

  • θs является углом промежутка обуви.

  • θa является углом от контакта стержня до максимальной точки давления.

  • c является продолжительностью руки цилиндрической силы относительно контакта стержня.

  • rp является радиусом местоположения контакта.

  • θp является углом местоположения контакта стержня.

  • ra является радиусом местоположения привода.

В модели принимается, что только трение Кулона действует в контакте поверхности барабана обуви. Обнулите относительную скорость между барабаном, и обувь производит нулевое трение Кулона. Чтобы избежать разрыва при нулевой относительной скорости, содействующая формула трения использует гиперболическую функцию

μ=μCoulombtanh(4ωshaftωthreshold),

где:

  • μ является эффективным коэффициентом трения контакта.

  • μCoulomb является коэффициентом трения контакта.

  • ωshaft является скоростью вала.

  • ωthreshold является порогом скорости вращения.

Балансировка моментов, которые действуют на каждую обувь относительно контакта, дает к давлению, действующему в контакте поверхности барабана обуви. Уравнения для определения баланса моментов для ведущей обуви

F=MNMFc,

MN=parprDsinθa(12[θsθsb]14[sin2θssin2θsb]),

и

MF=μparDsinθa(rD[потому чтоθsbпотому чтоθs]+rp4[потому что2θsпотому что2θsb]),

где:

  • F является силой приводов.

  • MN является моментом, действуя на ведущую обувь из-за нормальной силы.

  • MF является моментом, действуя на ведущую обувь из-за силы трения.

  • c является продолжительностью руки цилиндрической силы относительно контакта стержня.

  • pa является максимальным линейным давлением в поверхности контакта барабана обуви.

  • rp является радиусом местоположения контакта.

  • θp является углом местоположения контакта стержня.

  • ra является радиусом местоположения привода.

Модель не симулирует тормоза с автоблокировкой. Если геометрия тормоза и параметры трения вызывают условие с автоблокировкой, модель производит ошибку симуляции. Тормоз самоблокирует, если момент трения превышает момент из-за нормальных сил, то есть, когда MF> MN.

Баланс моментов для запаздывающей обуви

F=MN+MFc.

Сетевой тормозной момент

T=TLS+TTS+μvisc*ωshaft,

где μvisc является коэффициентом вязкого трения.

Тепловая модель

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры путем осушения дополнительного теплового порта. Чтобы осушить порт, в настройках Friction, устанавливают параметр Thermal Port на Model. Осушение порта также отсоединяет или изменяет значение по умолчанию для этих связанных настроек, параметров и переменных:

  • Friction> Temperature

  • Friction> Static friction coefficient vector

  • Friction> Coulomb friction coefficient vector

  • Friction> Contact friction coefficient vector

  • Thermal Port> Thermal mass

  • Variables> Temperature

Переменные

Используйте настройки Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках (Simscape).

Зависимости

Переменные настройки отображаются только, когда в настройках Friction параметр Thermal port устанавливается на Model.

Ограничения и предположения

  • Свяжитесь с углами, меньшими, чем 45 ° приводят к менее точным результатам.

  • Тормоз использует приближение длинной обуви.

  • Геометрия тормоза не самоблокирует.

  • Модель не составляет потребление потока привода.

Порты

Входной параметр

развернуть все

Входной порт физического сигнала сопоставлен с прикладывавшей силой приведения в действие.

Сохранение

развернуть все

Вращательный порт сохранения сопоставлен с вращающимся валом барабана.

Тепловой порт сохранения сопоставлен с тепловым потоком.

Зависимости

Этот порт отображается только, когда в настройках Friction параметр Thermal Port устанавливается на Model.

Осушение этого порта устанавливает связанные видимые настройки.

Параметры

развернуть все

Геометрия

Радиус барабана связывается с поверхностью. Значение должно быть больше нуля.

Расстояние между барабаном центрируется и линия силы действия. Значение должно быть больше нуля.

Расстояние между контактом стержня и центрами барабана. Параметр должен быть больше нуля.

Угловая координата стержня прикрепляет местоположение от оси симметрии тормоза. Значение должно быть больше или быть равным нулю.

Угол между контактом стержня и начало полотна материала трения обуви. Значение параметра должно быть в range0 ≤ θsb ≤ (π-pin угол местоположения).

Угол между началом и концом полотна материала трения на обуви. Значение параметра должно быть в области значений 0 <θsb ≤ (π - углу местоположения контакта - угол начала обуви).

Трение

Коэффициент вязкого трения в поверхности контакта. Значение должно быть больше или быть равным нулю.

Модель для теплового потока и изменения температуры:

  • Omit — Пропустите тепловую динамику.

  • Model — Включайте тепловую динамику.

Зависимости

Когда этот параметр устанавливается на Model, тепловой порт H и связанные настройки отображаются.

Массив температур раньше создавал 1D интерполяционную таблицу температурного КПД. Значения массивов должны увеличиться слева направо.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда параметр Thermal Port устанавливается на Model.

Коэффициент трения Кулона в барабане пояса связывается с поверхностью. Значение должно быть больше нуля. Для тепловой модели:

  • Число элементов в векторе должно совпасть с числом элементов в заданном векторе для параметра Temperature

  • Значения увеличиваются слева направо.

  • Каждое значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр задан как a:

  • Скаляр, когда Тепловой Параметр порта установлен в Omit.

  • Вектор, когда Тепловой Параметр порта установлен в Model.

Скорость вращения, при которой коэффициент трения контакта практически достигает своего установившегося значения. Значение должно быть больше нуля.

Тепловой порт

Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда в настройках Friction параметр Thermal Port устанавливается на Model.

Расширенные возможности

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

Представленный в R2012b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте