Rope Drum

Система механической передачи с туго натянутой веревкой вокруг цилиндрического барабана

Библиотека

Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives

Описание

Этот блок представляет систему механической передачи с двумя ключевыми компонентами:

  • Веревка

  • Барабан

Веревка туго натянута вокруг цилиндрического барабана на достаточном уровне силы, чтобы предотвратить скольжение между этими двумя компонентами. Веревка может быть раной, таким образом, что ее концы указывают в равных или противоположных направлениях. В зависимости от настройки веревки два конца веревки могут переместиться в равные или противоположные направления. Заключительные типы веревки, которые вы задаете в диалоговом окне блока:

  • Если веревка заканчивает точку в том же направлении, они переводят в противоположных направлениях.

  • Если веревка заканчивает точку в противоположных направлениях, они переводят в том же направлении.

Во время нормального функционирования ведущий крутящий момент заставляет цилиндрический барабан вращаться о его оси симметрии. Вращающийся барабан передает растяжимую силу к концам веревки, которые переводят относительно средней линии барабана. Относительное направление перевода между двумя концами веревки зависит от заключительного типа веревки. Однако положительное вращение барабана всегда соответствует положительному переводу в A конца веревки.

Модель барабана веревки принимает, что каждый конец веревки остается тугим в процессе моделирования. Это предположение важно, поскольку слабые концы веревки не передают силу. Дополнительная сила, предупреждающая, указывает на отказ этого предположения. Предупреждение, которое появляется в командной строке MATLAB®, запрашивает тщательный анализ результатов симуляции.

Дополнительные эффекты в модели барабана веревки включают:

  • Инерция барабана

  • Вязкое трение при подшипнике барабана

Крутящий момент привода, действующий на цилиндр, удовлетворяет уравнению баланса силы

T=FB·R·δ−FA·R+μ·ω,

где:

  • T является крутящим моментом привода, действующим на барабан.

  • F A и F B является внешними силами, надевающими A концов веревки и B.

  • R является радиусом барабана.

  • μ является коэффициентом вязкого трения в подшипниках барабана.

  • ω является скоростью вращения барабана.

  • δ является заключительным типом веревки согласно таблице.

    Заключительный тип веревкиδ
    Ends move in the same direction-1
    Ends move in opposite directions+1

Рисунок показывает переменные уравнения.

Поступательные скорости двух концов веревки являются функциями радиуса барабана и скорости вращения. Каждая поступательная скорость равна тангенциальной скорости точки в периферии барабана согласно выражениям:

VA=−ω ·R,VB=+ω ·R,

где:

  • V A является поступательной скоростью A конца веревки.

  • V B является поступательной скоростью B конца веревки.

Предположения и ограничения

  • Промах не происходит в поверхности контакта барабана веревки.

  • Податливость веревки проигнорирована.

Порты

ПортОписание

S

Сохранение вращательного порта сопоставлено с валом барабана

A

Сохранение поступательного порта, сопоставленного с веревкой, заканчивает A

B

Сохранение поступательного порта, сопоставленного с веревкой, заканчивает B

Параметры

Обмотка веревки

Drum radius

Расстояние между барабаном центрируется и его периферия. Периферия барабана совпадает с поверхностью контакта между барабаном и веревкой. Значением по умолчанию является 0.1 m.

Rope windup type

Относительное направление движения перевода двух концов веревки, A и B. Опции включают:

  • Ends move in the same direction

  • Ends move in opposite direction

Tension warning

Дополнительное предупреждение в командной строке MATLAB, указывающей, что по крайней мере один конец веревки стал слабым. Конец веревки становится слабым когда сетевые растяжимые силы, ответственные за хранение его тугое падение, ниже нуля. Поскольку слабые кабели не передают силу, необходимо интерпретировать результаты симуляции тщательно, если сила, предупреждающая, появляется в командной строке MATLAB. Опции предупреждения включают:

  • Do not check tension

  • Warn if either end loses tension

Динамика барабана

Bearing viscous friction coefficient

Линейный коэффициент затухания в действительности при подшипнике барабана. При данной скорости вращения барабана этот коэффициент определяет потери мощности из-за вязкого трения. Значением по умолчанию является 0.001 (N*m) / (rad/s).

Inertia

Дополнительный параметр, составляющий инерцию барабана, ее сопротивление угловому ускорению. Опции включают:

  • No inertia — Режим по умолчанию. Сохраните этот режим, если инерция барабана оказывает незначительное влияние на динамику автомобильной трансмиссии. Выбор этого режима обнуляет инерцию барабана.

  • Specify inertia and initial velocity — Выберите этот режим, если инерция барабана оказывает значительное влияние на динамику автомобильной трансмиссии. Выбор этого режима отсоединяет дополнительные параметры, позволяющие вам задавать инерцию барабана и начальную скорость вращения.

Drum inertia

Момент инерции барабана о его оси вращения. В простом случае твердого цилиндрического барабана момент инерции

I=12MR2,

где M является массой барабана, и R является радиусом барабана.

Значением по умолчанию инерции барабана является 0.01 kg*m^2.

Drum initial velocity

Скорость вращения барабана в нуле времени симуляции. Значение по умолчанию 0 rad/s.

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
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте