Belt Pulley

Элемент механической передачи с фрикционным поясом перенес окружность шкива

Библиотека:
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives

Описание

Блок Belt Pulley представляет шкив, перенесенный в гибкий идеальный, плоский, или V-образный пояс. Идеальный пояс не уменьшается относительно поверхности шкива. Шкив может опционально перевести через порт C, как имеет место в блоке, и займитесь системой.

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 позволяет вам выбирать относительное направление пояса движения. Два конца пояса могут переместиться в равные или противоположные направления. Модель блока принимает несоблюдение в поясе и никаком сопротивлении, чтобы двинуться из-за переноса шкива.

Механическая передача модели уравнений блока между поясом переходит или к/от шкиву. Трудные и свободные ветви используют то же вычисление. Без достаточной силы фрикционной силы недостаточно, чтобы передать степень между шкивом и поясом.

Модель допустима, когда оба конца пояса находятся в силе. Дополнительное предупреждение может отобразиться в Средстве просмотра Simulink^® Diagnostic, когда ведущий конец пояса теряет силу. При сборке модели гарантируйте, что сила обеспечена в течение симуляции. Это может быть сделано путем добавления массы в по крайней мере один из концов пояса или путем добавления механизма натяжения в модель. Используйте Переменное Средство просмотра, чтобы гарантировать, что любые пружины присоединили пояс, находятся в силе. Для получения дополнительной информации о создании механизма натяжения смотрите Лучшые практики для Моделирования Сетей Шкива.

Уравнения

Если относительная скорость между поясом и шкивом положительна или нуль, который является $V_{r e l} \geq 0$ , блок Belt Pulley вычисляет силу трения как

$F_{f r} = F_{B} - F_{c e n t r i f u g a l} = (F_{A} - F_{c e n t r i f u g a l}) * \exp (f * θ) .$

Если относительная скорость отрицательна, который является $V_{r e l} < 0$ , сила трения вычисляется как

$F_{f r} = F_{A} - F_{c e n t r i f u g a l} = (F_{B} - F_{c e n t r i f u g a l}) * \exp (f * θ) .$

Относительная скорость:

$V_{r e l} = V_{A} - ω_{S} * R - V_{C}$

$V_{r e l} = - V_{B} + ω_{S} * R + V_{C}$

Если тип Пояса установлен в любой V-belt или Flat belt и Centrifugal force установлен в Model centrifugal force, центробежная сила:

$F_{c e n t r i f u g a l} = ρ * {(V_{B} - V_{C})}^{2}$

где:

_Vrel является относительной скоростью между периферией шкива и поясом.
_VA является ветвью линейная скорость.
_VB является ветвью B линейная скорость.
_VC является шкивом линейная скорость в ее центре. Если шкив не переводит, это значение 0.
_ωS является скоростью вращения шкива.
R является радиусом шкива.
_Fcentrifugal является поясом центробежная сила.
ρ является поясом линейная плотность.
_Ffr является силой трения между шкивом и поясом.
_FA является силой, действующей вдоль ветви A.
_FB является силой, действующей вдоль ветви B.
f является коэффициентом трения.
θ является контактом, переносят угол.

Для плоского пояса задайте значение f непосредственно в диалоговом окне параметров блоков. Для V-пояса модель вычисляет значение как

$f' = \frac{f}{\sin (\frac{ϕ}{2})},$

где:

^f' является эффективным коэффициентом трения для V-пояса.
Φ является V-пояс sheave угол.

Идеализация разрыва в _Vrel = 0 является и трудной для решателя решить и не физически точная. Чтобы облегчить эту проблему, коэффициент трения принят, чтобы изменить его значение как функцию относительной скорости, таким образом что

$μ = - f * \tanh (4 * \frac{V_{r e l}}{V_{t h r}}),$

где

μ является мгновенным значением коэффициента трения.
f является установившимся значением коэффициента трения.
_Vthr является скоростным порогом трения.

Скоростной порог трения управляет шириной области, в которой коэффициент трения изменяет свое значение от нуля до установившегося максимума. Скоростной порог трения задает скорость, при которой гиперболическая касательная равняется 0.999. Чем меньший значение, тем более крут изменение μ.

Эта сила трения вычисляется как

$F_{f r} = F_{A} - F_{c e n t r i f u g a l} = (F_{B} - F_{c e n t r i f u g a l}) * \exp (μ * θ) .$

Получившийся крутящий момент, поставленный шкивом, дан как

$T_{S} = (F_{A} + F_{B}) * R * tanh (4 \frac{V_{rel}}{V_{thr}}) * tanh (\frac{F_{B}}{F_{thr}}) - ω_{S} * b .$

где:

_TS является крутящим моментом шкива.
b является переносящим вязким затуханием.
_Fthr является порогом силы.

Получившаяся сила, порожденная центром шкива:

$F_{C} = (F_{A} + F_{B}) * \sin (\frac{ϕ}{2}) .$

Допущения и ограничения

Модель не составляет податливость вдоль пояса.
Оба конца пояса обеспечивают соответствующую силу в течение симуляции.
Перевод центра шкива принят, чтобы быть плоским, и перемещения вдоль того, чтобы делить пополам шкива переносят угол. Центральная скорость _VC и сила _FC только составляет компонент вдоль этой линии движения.

Порты

Соглашение знака таково это, когда Belt direction установлен в Ends move in opposite direction, положительное вращение в порте S имеет тенденцию давать отрицательный перевод для порта A и положительный перевод для порта B.

Сохранение

развернуть все

`S` — Угловая скорость вала шкива
вращательное механическое устройство

Вращательный порт сохранения сопоставлен с валом шкива.

`A` — Конец пояса линейная скорость
поступательное механическое устройство

Поступательный порт сохранения, сопоставленный с поясом, заканчивает A.

`B` — Конец пояса B линейная скорость
поступательное механическое устройство

Поступательный порт сохранения, сопоставленный с поясом, заканчивает B.

`C` — Центр шкива линейная скорость
поступательное механическое устройство

Поступательный порт сохранения сопоставил со шкивом поступательную скорость. Перемещения шкива в плоскости и вдоль того, чтобы делить пополам шкива переносят угол. Когда относительная скорость положительна, и перевод шкива включен, перемещения центра шкива.

Зависимости

Чтобы осушить этот порт, установите Pulley translation на On.

Параметры

развернуть все

Пояс

`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.

`V-belt sheave angle` — Угол Sheave
30 `deg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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 до ближайшего целого числа. 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`

Опция, чтобы включать эффекты центробежной силы. Если включено, центробежная сила насыщает приблизительно к 90 процентам значения силы на каждом конце пояса.

Зависимости

Этот параметр отображается только, когда 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) | положительная скалярная величина

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

Зависимости

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

`Belt direction` — Начальное направление движения родственника конца пояса
`Ends move in opposite direction` (значение по умолчанию) | `Ends move in same direction`

Относительное направление поступательного движения одного пояса заканчивается относительно другого.

Зависимости

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

`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

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.

Параметр Belt maximum tension отображается только, когда параметр Maximum tension устанавливается на Specify maximum tension.

`Tension warning` — Слабое пороговое создание отчетов
`Do not check tension` (значение по умолчанию) | `Warn if leading end loses tension`

Генерирует ли блок предупреждение когда сила с обоих концов падений пояса, ниже нуля.

Шкив

`Pulley translation` — Ли к шкиву модели линейное движение
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Ли к шкиву модели линейное движение. Установка этого параметра на On отсоединяет порт C.

`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 rotational 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.

`Pulley mass` — Масса шкива
0.01 `kg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Масса шкива для вычисления инерции.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Inertia, когда Pulley translation установлен в On отсоединяет этот параметр.

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

Начальная поступательная скорость шкива.

Зависимости

Связаться

Свяжитесь настройки только отображаются, если параметр типа Пояса в настройках Belt устанавливается на Flat belt или V-belt

`Contact friction coefficient` — Коэффициент трения
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент трения Кулона между поясом и поверхностью шкива.

`Wrap angle` — Угол контакта пояса к шкиву
180 `deg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Радиальный угол контакта между поясом и шкивом.

`Velocity threshold` — Скоростной порог
0.001 `n/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.

Примеры модели

Система окна со стеклоподъемником

Управляемая двигателем система окна со стеклоподъемником. Двигатель постоянного тока управляет механизмом окна со стеклоподъемником через червячную передачу с автоблокировкой с отношением 1: 50. Механизм окна со стеклоподъемником состоит из барабана кабеля и четырех шкивов все соединенные кабелем. Окно присоединено к кабелю в двух точках пластиной лифта. Это гарантирует обе стороны окна перемещаются на той же скорости и в том же направлении, сохраняя уровень окна. Модель также включает вязкое трение в направляющих рельсах.

Больше о

развернуть все

Аппаратно-программное моделирование

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

Документация

Belt Pulley

Описание

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

S — Угловая скорость вала шкива вращательное механическое устройство

A — Конец пояса линейная скорость поступательное механическое устройство

B — Конец пояса B линейная скорость поступательное механическое устройство

C — Центр шкива линейная скорость поступательное механическое устройство

Зависимости

Параметры

Пояс

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

Зависимости

V-belt sheave angle — Угол Sheave30 deg (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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) | положительная скалярная величина

Зависимости

Belt direction — Начальное направление движения родственника конца пояса Ends move in opposite direction (значение по умолчанию) | Ends move in same direction

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

Tension warning — Слабое пороговое создание отчетов Do not check tension (значение по умолчанию) | Warn if leading end loses tension

Шкив

Pulley translation — Ли к шкиву модели линейное движение Off (значение по умолчанию) | On

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

Зависимости

Pulley mass — Масса шкива0.01 kg (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

Связаться

Contact friction coefficient — Коэффициент трения0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Wrap angle — Угол контакта пояса к шкиву180 deg (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Velocity threshold — Скоростной порог0.001 n/s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Примеры модели

Система окна со стеклоподъемником

Больше о

Аппаратно-программное моделирование

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Документация Simscape Driveline

Поддержка

`S` — Угловая скорость вала шкива
вращательное механическое устройство

`A` — Конец пояса линейная скорость
поступательное механическое устройство

`B` — Конец пояса B линейная скорость
поступательное механическое устройство

`C` — Центр шкива линейная скорость
поступательное механическое устройство

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

`V-belt sheave angle` — Угол Sheave
30 `deg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`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) | положительная скалярная величина

`Belt direction` — Начальное направление движения родственника конца пояса
`Ends move in opposite direction` (значение по умолчанию) | `Ends move in same direction`

`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

`Tension warning` — Слабое пороговое создание отчетов
`Do not check tension` (значение по умолчанию) | `Warn if leading end loses tension`

`Pulley translation` — Ли к шкиву модели линейное движение
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

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

`Pulley mass` — Масса шкива
0.01 `kg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Contact friction coefficient` — Коэффициент трения
0.5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Wrap angle` — Угол контакта пояса к шкиву
180 `deg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Velocity threshold` — Скоростной порог
0.001 `n/s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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