Planetary Gear

Зубчатая передача с солнцем, планетой и кольцевыми механизмами

  • Библиотека:
  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы

  • Planetary Gear block

Описание

Блок Planetary Gear моделирует зубчатую передачу с солнцем, планетой и кольцевыми механизмами. Планетарные механизмы распространены в системах передачи, где они обеспечивают отношения разгара в компактных конфигурациях. Поставщик услуг, соединенный с карданным валом, содержит механизмы планеты. Порты C, R и S представляют валы, соединенные с поставщиком услуг механизма планеты, кольцевым механизмом и механизмом солнца.

Блок моделирует планетарный механизм как структурное компонентно-ориентированное на Sun-Planet и блоках Simscape™ Driveline™ Ring-Planet. Рисунок показывает блок-схему этого структурного компонента.

Чтобы увеличить точность модели механизма, можно задать свойства, такие как инерция механизма, запутывающие потери и вязкие потери. По умолчанию инерция механизма и вязкие потери приняты, чтобы быть незначительными. Блок позволяет вам задать инерцию внутренних механизмов планеты. Чтобы смоделировать инерцию поставщика услуг, солнце и кольцевые механизмы, соединяют Simscape блоки Inertia с портами C, S и R.

Тепловая модель

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры путем включения дополнительного теплового порта. Чтобы включить порт, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Уравнения

Идеальные ограничения механизма и передаточные отношения

Блок Planetary Gear налагает два кинематических и два геометрических ограничения,

rCωC=rSωS+rPωP

rRωR=rCωC+rPωP

rC=rS+rP

rR=rC+rP

где:

  • rC является радиусом механизма поставщика услуг.

  • ωC является скоростью вращения механизма поставщика услуг.

  • rS является радиусом механизма солнца.

  • ωS является скоростью вращения механизма солнца.

  • rP является радиусом механизма планеты.

  • ωp является скоростью вращения механизмов планеты.

  • rR является радиусом кольцевого механизма.

Передаточное отношение кольцевого солнца

gRS=rR/rS=NR/NS,

где N является количеством зубов на каждом механизме.

В терминах этого отношения ключевое кинематическое ограничение:

(+ gRS)ωC = ωS + gRSωR.

Эти четыре степени свободы уменьшают до двух независимых степеней свободы. Пары механизма (1, 2) = (S, P) и (P, R).

Предупреждение

Передаточное отношение g RS должно строго быть больше того.

Передача крутящего момента

gRSτS + τR τloss= 0,

где:

  • τS является передачей крутящего момента для механизма солнца.

  • τR является передачей крутящего момента для кольцевого механизма.

  • τloss является потерей передачи крутящего момента.

В идеальном случае, где нет никакой потери крутящего момента, τloss = 0.

Неидеальные ограничения механизма и потери

В неидеальном случае, τloss ≠ 0. Для получения дополнительной информации смотрите Механизмы Модели с Потерями.

Допущения и 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

Сохранение

развернуть все

Вращательный порт сохранения механического устройства сопоставлен с поставщиком услуг механизма планеты.

Вращательный порт сохранения механического устройства сопоставлен с кольцевым механизмом.

Вращательный порт сохранения механического устройства сопоставлен с механизмом солнца.

Тепловой порт сохранения сопоставлен с тепловым потоком. Тепловой поток влияет на КПД механической передачи путем изменения температур механизма.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Параметры

развернуть все

Основной

Фиксированное отношение, gRS, звонка связывают с вращениями механизма солнца, как задано количеством кольцевых зубов механизма, разделенных на количество зубов механизма солнца. Передаточное отношение должно строго быть больше 1.

Поймать в сети потери

Модель Friction для блока:

  • No meshing losses - Suitable for HIL simulation — Запутывающий механизм идеален.

  • Constant efficiency — Передача крутящего момента между парами колеса механизма уменьшается постоянным КПД, η, таким что 0 <η ≤ 1.

  • Temperature-dependent efficiency — Передача крутящего момента между парами колеса механизма задана поиском по таблице на основе температуры.

Вектор из крутящего момента передает КПД, [ηSP ηRP], для планеты солнца и meshings пары колеса механизма кольцевого поставщика услуг, соответственно.

Зависимости

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

Вектор из температур раньше создавал 1D интерполяционную таблицу температурного КПД. Векторные элементы должны увеличиться слева направо.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Вектор из отношений выхода к входной мощности, которые описывают поток энергии от солнца, связывает с механизмом планеты, ηSP. Блок использует значения, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу температурного КПД.

Каждым элементом является КПД, который относится к температуре в векторе Temperature. Длина вектора должна быть равна длине вектора Temperature. Каждый элемент в векторе должен быть в области значений (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Вектор из отношений выхода к входной мощности, которые описывают поток энергии от звонка, связывает с механизмом планеты, ηRP. Блок использует значения, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу температурного КПД.

Каждым элементом является КПД, который относится к температуре в векторе Temperature. Длина вектора должна быть равна длине вектора Temperature. Каждый элемент в векторе должен быть в области значений (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Вектор из порогов степени, выше которых применяются полные коэффициенты полезного действия. Введите пороги в поставщика услуг солнца порядка, поставщика услуг планеты. Ниже этих значений гиперболическая функция тангенса сглаживает коэффициент полезного действия.

Когда вы устанавливаете Friction model на Constant efficiency, блок понижает потери КПД, чтобы обнулить, когда никакая степень не передается. Когда вы устанавливаете Friction model на Temperature-dependent efficiency, блок сглаживает коэффициенты полезного действия между нулем когда в покое и значениями, введенными интерполяционными таблицами температурного КПД в порогах степени.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency или Temperature-dependent efficiency.

Вязкие потери

Вектор из коэффициентов вязкого трения, [μS, μP], для движений механизма поставщика услуг солнца и поставщика услуг планеты, соответственно.

Инерция

Модель Inertia для блока:

  • Off — Инерция механизма модели.

  • On — Пропустите инерцию механизма.

Момент инерции объединенных механизмов планеты. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Inertia на On.

Тепловой порт

Чтобы включить эти настройки, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Тепловая энергия, требуемая изменить температуру компонента одним температурным модулем. Чем больше количество тепла, тем более стойкий компонент к изменению температуры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Блокируйте температуру в начале симуляции. Начальная температура устанавливает начальные КПД компонента согласно их соответствующим векторам КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.

Больше о

развернуть все

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