Leadscrew
Набор механизма Leadscrew потокового винта вращения и перевода гайки, с корректируемым потоком и потерями на трение
Библиотека
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы / Вращательно-поступательный
Описание
Блок Leadscrew представляет потоковый вращательно-поступательный механизм, который ограничивает две связанных оси автомобильной трансмиссии, винт (S) и гайка (N), к, соответственно, вращает и переводит вместе в фиксированном отношении, которое вы задаете. Можно выбрать, переводит ли ось гайки в положительном или отрицательном направлении, когда винт вращается в положительном правом направлении. Если спираль винта является правой рукой, ω S и v N имеют тот же знак. Если спираль винта является левой рукой, ω S и v N имеют противоположные знаки. Для получения дополнительной информации модели см. Модель Механизма Leadscrew.
Тепловое моделирование
Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры через дополнительный тепловой порт сохранения. По умолчанию тепловой порт скрыт. Чтобы осушить 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.
Модель механизма Leadscrew
Идеальное ограничение механизма и передаточное отношение
Leadscrew налагает одно кинематическое ограничение на две связанных оси:
ω SL = 2πvN.
Коэффициент передачи является NS R = 2π/L. L является выводом винта, поступательным смещением гайки для одного поворота винта. В терминах этого отношения кинематическое ограничение:
ω S = R NSvN.
Эти две степени свободы уменьшаются до одной независимой степени свободы. Соглашение пары механизма прямой передачи (1,2) = (S, N).
Передача силы крутящего момента:
R NSτS + F N – потеря F = 0,
с потерей F = 0 в идеальном случае.
Неидеальное ограничение механизма и потери
В неидеальном случае, потеря F ≠ 0. Для общих факторов на неидеальном моделировании механизма смотрите Механизмы Модели с Потерями.
Геометрическое поверхностное трение контакта
В случае трения контакта η SN и NS η определяются:
Геометрия поточной обработки гайки винта, заданная ведущим углом λ и высшая точка, распараллеливает полуугол α.
Поверхностный коэффициент трения контакта k.
η SN = (cosα – k · tanα) / (cosα + k/tanλ),
NS η = (cosα – k/tanλ) / (cosα + k · tanα).
Постоянные КПД
В постоянном случае КПД вы задаете η SN и NS η, независимо от геометрических деталей.
И отрицательный КПД с автоблокировкой
NS η имеет два отличных режима, в зависимости от ведущего угла λ, разделенный точкой с автоблокировкой в который NS η = 0 и cosα = k/tanλ.
В режиме перестройки, NS η> 0. Сила, действующая на гайку, может вращать винт.
В режиме с автоблокировкой, NS η <0. Внешний крутящий момент должен быть применен к винту, чтобы выпустить в противном случае заблокированный механизм. Чем более отрицателен NS η, тем больше крутящий момент должен быть, чтобы выпустить механизм.
η SN традиционно положителен.
Поймать в сети КПД
η КПД сцепления между винтом и гайкой полностью активен, только если переданная степень больше порога степени.
Если степень меньше порога, фактический КПД автоматически упорядочен к единице при нулевой скорости.
Вязкая сила трения
Коэффициент вязкого трения μ управляет вязким моментом трения, испытанным винтом от смазанных, неидеальных потоков механизма. Вязкий момент трения на оси автомобильной трансмиссии винта является –μSωS. ω S является скоростью вращения винта относительно его монтирования.
Ограничения
Инерция механизма принята незначительная.
Механизмы обработаны как твердые компоненты.
Трение Кулона замедляет симуляцию. Для получения дополнительной информации смотрите, Настраивают Точность Модели.
Порты
| Порт | Описание |
|---|---|
| S | Вращательный порт сохранения, представляющий винт |
| N | Поступательный порт сохранения, представляющий гайку |
| H | Тепловой порт сохранения для теплового моделирования |
Параметры
Основной
- Screw lead
Поступательное смещение L гайки на оборот винта. Значением по умолчанию является
0.015.Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются метры (
m).- Screw helix type
Выберите направленный смысл вращения винта, соответствующего положительному переводу гайки. Значением по умолчанию является
Right-hand. Альтернативной опцией являетсяLeft-hand.
Поймать в сети потери
Параметры для меняются в зависимости от выбранного варианта блока — один с тепловым портом для теплового моделирования и один без него.
Вязкие потери
- Viscous friction coefficient
Коэффициент вязкого трения μ S для винта.
Значением по умолчанию является 0.Из выпадающего списка выберите модули. Значением по умолчанию являются ньютон-метры / (радианы/секунда) (
N*m/(rad/s)).
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
50J/K.- Initial temperature
Температура компонента в начале симуляции. Начальная температура изменяет КПД компонента согласно вектору КПД, который вы задаете, влияя на запутывающий запуск или потери на трение. Значением по умолчанию является
300K.
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.