Sun-Planet Worm Gear

Планетарная группа механизма поставщика услуг, планеты червя, и колес солнца с корректируемым передаточным отношением, собирает червей тип потока и потери на трение

  • Библиотека:
  • Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы / Планетарные Субкомпоненты

  • Sun-Planet Worm Gear block

Описание

Блок Sun-Planet Worm Gear представляет две степени свободы планетарный механизм, созданный от поставщика услуг и механизмов солнца и планеты. Типом механизмы солнца и планеты пересечены спиральные цилиндрические механизмы, расположенные как диск червя, в котором механизм планеты является червем. Такие передачи используются в дифференциале Torsen® T-1. При передаче степени механизм солнца может независимо вращаться червем (планета) механизм поставщиком услуг, или обоими.

Вы задаете фиксированное передаточное отношение, которое показывает скорость вращения червя, разделенную на скорость вращения механизма солнца. Вы управляете направлением путем установки типа потока червя на левую или правую руку. Вращение правого червя в положительном направлении заставляет механизм солнца вращаться в положительном направлении. Положительные направления механизма солнца и поставщика услуг являются тем же самым.

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

Переменные

Переменные уравнения:

RWGПередаточное отношение, которое показывает скорость вращения червя, разделенную на скорость вращения механизма солнца: отношение положительно для правого червя и отрицания для левого червя
ωSСкорость вращения механизма солнца
ωPСкорость вращения червячной передачи
ωCСкорость вращения поставщика услуг
ωSCСкорость вращения механизма солнца относительно поставщика услуг
αНормальный угол давления
λВедущий угол червя
LВывод червя
dДиаметр тангажа червя
τSКрутящий момент применился к валу солнца
τPКрутящий момент применился к валу планеты
τCКрутящий момент применился к валу поставщика услуг
τЗакрутите из-за запутывающего трения: потеря зависит от КПД устройства и направления потока энергии. Чтобы избежать резкого изменения момента трения в ωS = 0, момент трения введен через гиперболическую функцию.
τinstfrМгновенное значение момента трения раньше симулировало потери на трение
τfrЗакрутите из-за трения в установившемся
kКоэффициент трения
ηWGКПД червя, чтобы приспособить передачу степени
ηGWКПД механизма, чтобы собрать червей передача степени
pthПорог степени
μSCКоэффициент вязкого трения для интерфейса поставщика услуг солнца
μWCКоэффициент вязкого трения для интерфейса поставщика услуг червя

Идеальные ограничения механизма и передаточное отношение

Блок Sun-Planet Worm Gear налагает одно кинематическое ограничение на три связанных оси:

ωS=ωPRWG+ωC.

Механизм имеет две независимых степени свободы. Пара механизма (1,2) = (S, P).

Передача крутящего момента:

RWGτP+τSτloss= 0

τC= τS

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

Неидеальные ограничения механизма

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

В неидеальном механизме скорость вращения и геометрические ограничения неизменны, но переданный крутящий момент и степень уменьшаются:

  • Трение Кулона из-за запутывающего механизма солнца червя, который характеризуется коэффициентом трения k или постоянные КПД [ηWG, ηGW]

  • Вязкие связи карданных валов с подшипниками, которые параметризованы коэффициентами вязкого трения μSC и μWC

Поскольку передача включает червячную передачу, КПД отличаются для прямой и противоположной передачи степени. Таблица показывает значение КПД для всех комбинаций передачи степени.

Управление валомУправляемый вал
ПланетаSunПоставщик услуг
ПланетаНет данныхηWGηWG
SunηGWНет данныхНикакая потеря
Поставщик услугηGWНикакая потеряНет данных
Геометрическое поверхностное трение контакта

Когда вы устанавливаете Friction model на Constant efficiency и оставьте набор Friction parameterization Friction coefficient and geometrical parameters, модель рассматривает геометрическое поверхностное трение контакта. В этом случае ηWG и ηGW используют:

  • Геометрия поточной обработки червячной передачи, заданная ведущим углом λ и нормальный угол давления α.

  • Поверхностный коэффициент трения контакта k.

ηWG= (cosαk·tanλ)(cosα+ktanλ)

ηGW= (cosαktanλ)(cosα+k·tanα)

Постоянные КПД

Когда вы устанавливаете Friction model на Constant efficiency и набор Friction parameterization к Efficiencies, или когда вы устанавливаете Friction model на Temperature-dependent efficiency, модель обрабатывает КПД как постоянные. В этом случае вы задаете ηWG и ηGW независимо от геометрических деталей.

И отрицательный КПД с автоблокировкой

Можно включить поведение с автоблокировкой путем создания КПД отрицательным. Степень не может быть передана от солнца, связывают с червем или от поставщика услуг червю, если некоторый крутящий момент не применяется к червю, чтобы выпустить обучение. В этом случае абсолютное значение КПД задает отношение, в котором выпущено обучение. Чем меньший обучать ведущий угол, тем меньший противоположный КПД.

Поймать в сети КПД

КПД, η, сцепления между червячной передачей и механизмом планеты полностью активны, только если переданная степень больше порога степени.

Если степень меньше порога, фактический КПД автоматически упорядочен к единице при нулевой скорости.

Вязкая сила трения

Коэффициенты вязкого трения подшипников поставщика услуг червя и поставщика услуг солнца управляют вязким моментом трения, испытанным поставщиком услуг от смазанных, неидеальных потоков механизма. Для получения дополнительной информации смотрите Неидеальные Ограничения Механизма.

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.

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 червячной передачей.

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

Передаточное отношение или коэффициент передачи, RWG, который показывает скорость вращения червячной передачи, разделенную на скорость вращения механизма солнца. Это передаточное отношение должно быть строго положительным.

Направление положительного вращения червя. Если вы выбираете Left-hand, положительное вращение червя приводит к отрицательному вращению механизма.

Поймать в сети потери

Таблица показывает, как опции, которые вы выбираете для Friction model, влияют на видимость других параметров во вкладке Meshing Losses. Чтобы изучить, как считать таблицу, смотрите Зависимости от Параметра.

Поймать в сети зависимости от параметра потерь

Поймать в сети потери, устанавливающие параметры и значения
Friction Model
No meshing losses - Suitable for HIL simulationConstant efficiencyTemperature-dependent efficiency
Friction parameterizationTemperature
Friction coefficient and geometrical parametersEfficiencies
Normal pressure angleWorm-gear efficiencyWorm-gear efficiency
Lead angleGear-worm efficiencyGear-worm efficiency
Friction coefficient
Power thresholdPower thresholdPower threshold

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.

Характеристика трения между потоками механизма:

  • Friction coefficient and geometrical parameters — Трение определяется геометрическим поверхностным трением контакта.

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

Зависимости

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

Распараллельте угол давления, α, в нормальной плоскости. Значение должно быть больше нуля и меньше чем 90 градусов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency и Friction parameterization к Friction coefficient and geometrical parameters.

Распараллельте спиральный угол, где λ = arctan [L / (π d)]. L является выводом червя, и d является диаметром тангажа червя. Это 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. Должен быть больше нуля.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model на Constant efficiency и Friction parameterization к Friction coefficient and geometrical parameters.

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 с червячной передачи на механизм солнца, ηWG. Когда вы устанавливаете Friction model на Constant efficiency, задайте значение как скаляр. Когда вы устанавливаете Friction model на Temperature-dependent efficiency, задайте значение как вектор. Блок использует векторные 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 также:

  • Friction model к Constant efficiency и Friction parameterization к Efficiencies — В этом случае задайте значение как скаляр.

  • Friction model к Temperature-dependent efficiency — В этом случае задайте значение как вектор.

Вектор из отношений выхода к входной мощности, которые описывают поток энергии от солнца, связывает с червячной передачей, ηGW. Когда вы устанавливаете Friction model на Constant efficiency, задайте значение как скаляр. Когда вы устанавливаете Friction model на Temperature-dependent efficiency, задайте значение как вектор. Блок использует векторные 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 также:

  • Friction model к Constant efficiency и Friction parameterization к Efficiencies — В этом случае задайте значение как скаляр.

  • Friction model к Temperature-dependent efficiency — В этом случае задайте значение как вектор.

Порог степени, pth, выше которого полный КПД в действительности. Ниже этого значения 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, функция 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 [μWC μSC], для валов поставщика услуг червя и поставщика услуг солнца, соответственно.

Тепловой порт

Чтобы включить этот параметр, 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.

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