Leadscrew

Набор механизма Leadscrew потокового винта вращения и перевода гайки, с корректируемым потоком и потерями на трение

  • Библиотека:
  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы / Вращательный - Поступательный

  • Leadscrew block

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:

ω SL = 2πvN.(1)

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.(2)

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 Nпотеря 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 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 = (cosαk · tanα) / (cosα + k/tanλ),(4)
NS η = (cosαk/tanλ) / (cosα + k · tanα).(5)
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.

Тепловое моделирование

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры путем включения дополнительного теплового порта. Чтобы включить порт, установите 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.

Ограничения

  • Инерция механизма принята, чтобы быть незначительной.

  • Механизмы обработаны как твердые компоненты.

  • Трение Кулона замедляет симуляцию. Для получения дополнительной информации смотрите, Настраивают Точность Модели.

Порты

ПортОписание
SВращательный порт сохранения, представляющий винт
NПоступательный порт сохранения, представляющий гайку
HТепловой порт сохранения для теплового моделирования

Параметры

развернуть все

Основной

Поступательное смещение L гайки на оборот винта.

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

  • 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 coefficient and geometrical parameters — Трение определяется трением контакта между поверхностями.

  • Efficiencies — Трение определяется постоянными КПД 0 <η <1.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency.

Распараллельте спиральный угол λ = arctan [L / (π d)], где:

  • L является выводом червя.

  • d является диаметром тангажа червя.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Коэффициент вязкого трения μ S для винта.

Тепловой порт

Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одной степенью. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры.

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™.

Введенный в R2011a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте