Leadscrew
Набор механизма Leadscrew потокового винта вращения и перевода гайки, с корректируемым потоком и потерями на трение
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.
Идеальное ограничение механизма и передаточное отношение
Leadscrew налагает одно кинематическое ограничение на две связанных оси:
Коэффициент передачи является NS R = 2π/L. L является выводом винта, поступательным смещением гайки для одного поворота винта. В терминах этого отношения кинематическое ограничение:
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, | (3) |
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 контактаВ 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), | (4) |
| NS η = (cosα – k/tanλ) / (cosα + k · tanα). | (5) |
Постоянные КПДВ постоянном случае КПД вы задаете η SN и NS η, независимо от геометрических деталей.
И отрицательный КПД с автоблокировкойNS 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.
Тепловое моделирование
Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры путем осушения дополнительного теплового порта. Чтобы осушить порт, во вкладке Meshing Losses, устанавливают параметр Friction model на Temperature-dependent efficiency.
Аппаратно-программное моделирование
Для оптимальной эффективности вашей симуляции в реальном времени, набор Friction model к No meshing losses - Suitable for HIL simulation на вкладке Meshing Losses.
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.
ЗависимостиПеременные настройки отсоединены только, когда в настройках Meshing Losses параметр Friction model устанавливается на Temperature-dependent efficiency.
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
развернуть все
Основной
Screw lead — Смещение гайки на оборот
0.015
Поступательное смещение L гайки на оборот винта.
Screw helix type — Вращательный направленный смысл
Right-hand (значение по умолчанию) | Left-hand
Выберите направленный смысл вращения винта, соответствующего положительному переводу гайки. Для Right-hand ориентация, скорость вращения винта и скорость гайки имеют тот же знак.
Поймать в сети потери
Friction model — Завинтите модель трения
No meshing losses — Suitable for HIL simulation (значение по умолчанию) | Constant efficiency | Temperature-dependent efficiency
No meshing losses — Suitable for HIL simulation — Запутывающий винт идеален.
Constant efficiency — Передача крутящего момента между винтом и гайкой уменьшается трением.
Temperature-dependent efficiency — Передача крутящего момента определяется из предоставленных пользователями данных для КПД гайки винта, КПД винта гайки и температуры.
Friction parametrization — Потери на трение от неидеала, запутывающего из потоков механизма
Friction coefficient and geometrical parameters (значение по умолчанию) | Efficiencies
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency.
Lead angle — Распараллельте спиральный угол
15
Распараллельте спиральный угол λ = arctan [L / (π d)], где:
Значение должно быть больше нуля.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency и Friction parameterization к Friction coefficient and geometrical parameters.
Acme thread half angle — Распараллельте полуугол
14.5
Полуугол высшей точки распараллеливает α в нормальной плоскости. В случае квадратного потока, α = 0. Значение должно быть больше нуля.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency и Friction parameterization к Friction coefficient and geometrical parameters.
Friction coefficient — Распараллельте коэффициент трения
0.08
Безразмерный коэффициент нормального трения в потоке. Значение должно быть больше нуля.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency и Friction parameterization к Friction coefficient and geometrical parameters.
Screw-nut efficiency — КПД от винта до гайки
0.75
КПД η SN степени передает от винта до гайки.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency и Friction parameterization к Efficiencies.
Nut-screw efficiency — КПД от гайки, чтобы завинтить
0.45
КПД NS η степени передает от механизма до червя.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency и Friction parameterization к Efficiencies.
Temperature — Массив для табличной параметризации КПД
[280 300 320]
Массив температур раньше создавал 1D интерполяционную таблицу температурного КПД. Значения массивов должны увеличиться слева направо. Температурный массив должен быть одного размера с массивами Nut-screw efficiency и Screw-nut efficiency.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.
Screw-nut efficiency — Массив КПД винта к гайке
[0.75 0.7 0.65]
Массив КПД компонента с винтом как драйвер — то есть, со степенью от винта до гайки. Значения массивов являются КПД при температурах в массиве Temperature. Эти два массива должны быть одного размера.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.
Nut-screw efficiency — Массив КПД гайки к винту
[0.5 0.45 0.4]
Массив КПД компонента с гайкой как драйвер — то есть, со степенью, текущей из гайки к винту. Значения массивов являются КПД при температурах в массиве Temperature. Эти два массива должны быть одного размера.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.
Power threshold — Степень, ниже которой применяется числовое сглаживание
0.001
Порог степени, выше которого полный коэффициент полезного действия в действительности. Гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициент полезного действия между нулем в покое и текущим сетболом КПД.
Вязкие потери
Viscous friction coefficient — Жидкий динамический коэффициент трения
0
Коэффициент вязкого трения μ S для винта.
Тепловой порт
Thermal mass — Количество тепла
50
Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры.
Initial temperature — Начальная температура
300
Температура компонента в начале симуляции. Начальная температура изменяет КПД компонента согласно вектору КПД, который вы задаете, влияя на запутывающий запуск или потери на трение.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.
Смотрите также
Блоки Simscape
Введенный в R2011a
