Belt Pulley

Элемент механической передачи с фрикционным поясом перенес окружность шкива

  • Библиотека:
  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Couplings & Drives

  • Belt Pulley block

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, который необходим в блоке, и займитесь системой.

Блок составляет трение между гибким поясом и периферией шкива. Если сила трения не достаточна, чтобы управлять загрузкой, блок позволяет промах. Отношение между силами в трудных и свободных ветвях соответствует уравнению Эйлера. Блок составляет центробежную загрузку в гибком поясе, инерции шкива и подшипнике трения.

Можно выбрать относительное направление пояса движения. Два конца пояса могут переместиться в равные или противоположные направления. Блок принимает несоблюдение в поясе и пропускает потери из-за переноса пояса вокруг шкива.

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

Ваша модель допустима, когда оба конца пояса находятся в силе. Можно принять решение вывести предупреждение 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

Кинематические ограничения между шкивом и поясом:

βVA=VCRωSβVrel

VB=VC+RωS+βVrel

Когда вы устанавливаете Belt type на любой V-belt или Flat belt и набор Centrifugal force к Model centrifugal force, центробежная сила:

Fcentrifugal=ρ(VBVC)2.

Когда шкив может перевести, уравнение балансировки силы:

0=FC+(βFA+FB)sin(θ2),

где:

  • β является указателем направления пояса. Когда вы устанавливаете Belt direction на Ends move in same direction, β = 1. В противном случае, β =-1.

  • Vrel является относительной скоростью между периферией шкива и поясом. Vrel = 0 для идеального случая шкива.

  • VA является ветвью линейная скорость.

  • VB является ветвью B линейная скорость.

  • VC является шкивом линейная скорость в ее центре. Если шкив не переводит, эта переменная фиксируется к 0.

  • ωS является скоростью вращения шкива.

  • R является радиусом шкива.

  • Fcentrifugal является поясом центробежная сила.

  • FC является силой, действующей через центроид шкива. Когда вы задаете значение для Inertia, FC включает силу из-за ускорения массы шкива.

  • 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. Это эквивалентно параметру Contact friction coefficient.

  • θ является контактом, переносят угол.

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.

Для плоского пояса задайте значение f как параметр Contact friction coefficient. Для V-пояса блок вычисляет значение как

f'=fsin(ϕ2),

где:

  • f' является эффективным коэффициентом трения для V-пояса.

  • Φ является V-пояс sheave угол.

Коэффициент трения является функцией относительной скорости, таким образом что

μ=ftanh(4VrelVthr),

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 крутой изменение μ.

Блок определяет эффект трения на силе в концах пояса как:

βFAFcentrifugal=(FBFcentrifugal)eμθ,

который следует за формой формулы Эителвейна для трения пояса. Крутящий момент, действующий на шкив:

TS=(βFAFB)Rσ+ωSb,

где:

  • σ = 1, когда вы устанавливаете Belt type на Ideal - No slip. В противном случае,

    σ=tanh(4VrelVthr)tanh(FBFthr).

  • TS является крутящим моментом шкива.

  • b является переносящим вязким затуханием.

  • Fthr является порогом силы.

Допущения и ограничения

  • Блок пропускает податливость вдоль пояса.

  • Оба конца пояса обеспечивают соответствующую силу в течение симуляции.

  • Блок обрабатывает перевод центра шкива как плоский, где перемещения шкива вдоль того, чтобы делить пополам шкива переносят угол. Центральная скорость VC и сила FC только составляет компонент вдоль этой линии движения.

  • Уравнение Eytelwein для трения пояса пропускает эффект перевода шкива на трении.

Порты

Сохранение

развернуть все

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с угловым veocity вала шкива.

Порт механической передачи, сопоставленный с линейной скоростью пояса, заканчивает A.

Порт механической передачи, сопоставленный с линейной скоростью пояса, заканчивает B.

Порт механической передачи сопоставил со шкивом поступательную скорость. Перемещения шкива в плоскости и вдоль того, чтобы делить пополам шкива переносят угол. Когда относительная скорость положительна, перемещения центра шкива.

Зависимости

Чтобы осушить этот порт, установите Pulley translation на On.

Параметры

развернуть все

Пояс

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.

Угол Sheave V-пояса.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Belt type на V-belt.

Количество V-поясов.

Значения нецелого числа округлены до ближайшего целого числа. Увеличение числа поясов увеличивает эффективную массу на единицу длины и максимальную допустимую силу.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Belt type на V-belt.

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Belt type на Flat belt или V-belt.

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Centrifugal force на Model centrifugal force.

Относительное направление поступательного движения одного пояса заканчивается относительно другого.

Натяните пороговый предел. Если натяжение ремня достигает значения параметра Belt maximum tension, симуляция останавливает и генерирует ошибку утверждения.

Максимальная допустимая сила для каждого пояса. Когда сила на любом конце пояса встречает или превышает это значение, симуляция останавливает и генерирует ошибку утверждения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Maximum tension на Specify maximum tension.

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

Примечание

При объединении блоков Belt Pulley с блоками Rope, чтобы сформировать циклы, установите блок Belt Pulley параметр Tension warning на Do not check tension, и набор блок Rope параметр Tension warning к Warn if rope loses tension.

Шкив

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

Радиус шкива.

Вязкое трение сопоставило с подшипниками, которые содержат ось шкива.

Опция, чтобы смоделировать вращательную инерцию.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity отсоединяет параметры Pulley initial velocity и Pulley inertia.

Вращательная инерция шкива.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Inertia на Specify inertia and initial velocity.

Начальная вращательная скорость шкива.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Inertia на Specify inertia and initial velocity.

Масса шкива для вычисления инерции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pulley translation на On и Inertia к Specify inertia and initial velocity.

Начальная поступательная скорость шкива.

Зависимости

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

Связаться

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

Коэффициент трения Кулона между поясом и поверхностью шкива.

Радиальный угол контакта между поясом и шкивом.

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

Больше о

развернуть все

Расширенные возможности

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

Представленный в R2012a