Ременной привод

Система электропередачи с натянутым ремнем, соединяющим два шкива

Библиотека:
Simscape/Привод/Муфты и приводы

Описание

Блок ременного привода представляет собой пару шкивов, соединенных гибким идеальным, плоским или V-образным ремнем. Идеальный ремень не скользит относительно поверхностей шкива.

Модель учитывает трение между гибким ремнем и периферией шкива. Если сила трения недостаточна для возбуждения нагрузки, модель допускает проскальзывание. Взаимосвязь между напряжениями в плотных и свободных ветвях соответствует уравнению Эйлера. Модель учитывает центробежную нагрузку на гибкий ремень, инерцию шкива и трение подшипника.

Блок Ременного привода - структурный компонент на основе Демпферов Симскэйп Трэнслэйшнэл Спринг и Блока-полиспаста и Трэнслэйшнэл Пояса Simscape™ Driveline™. Блоки поступательной пружины и поступательного демпфера моделируют соответствие ремня. Уравнения, регулирующие динамику контакта между ремнем и шкивом, см. в разделе Блок шкива ремня. На рисунке показана блок-схема блока ременного привода.

Уравнения

На диаграммах показаны конфигурации открытого и скрещенного ременного привода. В конфигурации с открытым ремнем оба шкива имеют тенденцию вращаться в одном направлении, а больший шкив имеет больший угол обертывания ремня. В конфигурации с перекрещенной лентой шкивы стремятся вращаться в противоположных направлениях и имеют одинаковый угол обертывания.

Схемы ременного привода

В открытой конфигурации угол обертывания ремня вокруг каждого шкива задается выражением:

$\begin{array}{l} _{}^{} \frac{_{}_{}}{} \\ _{}^{} \frac{_{}_{}}{θA=π+2∗sin−1RA−RBC,θB=π−2∗sin−1RA−RBC} \end{array}$

где:

_{δ А} - угол обертывания шкива А.
_startB - угол обертывания шкива B.
_RA - эффективный радиус шкива А.
_RB - эффективный радиус шкива B.
C - расстояние между центрами шкивов А и В.

На схеме показаны углы и параметры обтекания открытой конфигурации.

В пересеченной конфигурации два угла обертывания равны, и угол обертывания ремня вокруг каждого шкива равен

$_{}_{}^{} \frac{_{}_{}}{θA=θB=π+2∗sin−1RA+RBC}$

На схеме показаны углы и параметры сворачивания замкнутой конфигурации.

Допущения и ограничения

Шкивы не перемещаются.
Коэффициент трения и порог скорости трения между ремнем и каждым из шкивов одинаковы.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` - Угловая скорость вала шкива А
механическое вращение

Поворотное защитное отверстие, связанное с валом шкива А.

`B` - Угловая скорость вала B шкива
механическое вращение

Поворотное защитное отверстие, связанное с валом шкива В.

Параметры

развернуть все

Пояс

`Drive type` - Конфигурация ременного привода
`Open belt` (по умолчанию) | `Crossed belt`

Конфигурация ременного привода. Дополнительные сведения см. в разделе Схемы ременного привода.

`Belt type` - Модель ремня
`Ideal - No slip` (по умолчанию) | `Flat belt` | `V-belt`

Модель ремня:

Ideal - No slip - Смоделировать идеальный ремень, который не проскальзывает относительно шкива.
Flat belt - Смоделировать ремень прямоугольного сечения.
V-belt- Смоделировать ремень с V-образным поперечным сечением.

Зависимости

Этот параметр влияет на видимость связанных параметров ремня и параметров контакта.

`Compliance` - Модель соответствия
`No compliance - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Specify stiffness and damping`

Модель соответствия.

No compliance - Suitable for HIL simulation - смоделировать несоответствующий ремень, который не поддается упругому воздействию силы. Чтобы определить приоритет производительности, выберите эту модель.
Specify stiffness and damping - Смоделировать податливый ремень, который упруго поддается воздействию силы. Чтобы установить приоритет точности, выберите эту модель.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра «Тип ремня» установлено значение Ideal - No slip. Этот параметр влияет на видимость связанных параметров ремня.

`V-belt sheave angle` - Угол шкива
`30` `deg` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Угол шкива клиноременного ремня.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра «Тип ремня» установлено значение V-belt.

`Number of V-belts` - Количество ремней
`1` (по умолчанию) | положительное скалярное целое

Количество клиновых ремней.

Неинтегренные значения округляются до ближайшего целого числа. Увеличение числа ремней увеличивает силу трения, эффективную массу на единицу длины и максимально допустимое натяжение.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра «Тип ремня» установлено значение V-belt.

`Centrifugal force` - Модель центробежной силы
`Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Model centrifugal force`

Модель центробежной силы. Если оно включено, центробежная сила насыщается приблизительно до 90% величины силы на каждом конце ремня.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра «Тип ремня» установлено значение Flat belt или V-belt. Если для этого параметра установлено значение Model centrifugal force, отображается параметр Масса ремня на единицу длины.

`Belt mass per unit length` - Масса на единицу длины
`0.6` `kg/m` (по умолчанию) | скаляр

Вклад центробежной силы в виде линейной плотности, выраженной в виде массы на единицу длины.

Зависимости

Выбор Model centrifugal force для параметра Центробежная сила представляет этот параметр.

`Longitudinal stiffness` - Эффективная жесткость ремня
`1e4` `N/m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Эффективная жесткость ремня.

Зависимости

Этот параметр не отображается, если для параметра «Тип ремня» установлено значение Ideal - No slip а для параметра Соответствие установлено значение No compliance - Suitable for HIL simulation.

`Longitudinal damping` - Эффективное демпфирование ремня
`1e3` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Эффективное демпфирование ремня.

Зависимости

`Pre-tension` - Натяжение ремня покоя
`100` `N` (по умолчанию) | положительный скаляр

Натяжение ремня при упоре ремня и шкивов должно быть положительным.

Зависимости

`Maximum tension` - Модель порога натяжения
`No maximum tension` (по умолчанию) | `Specify maximum tension`

Модель порога натяжения. Если Specify maximum tension выбирается, и натяжение ремня на любом конце ремня соответствует или превышает значение, указанное для параметра Максимальное натяжение ремня (Belt maximum tension), моделирование останавливается и создает ошибку утверждения.

Зависимости

Для всех трех типов ремней выберите Specify maximum tension отображает параметр максимального натяжения ремня.

`Belt maximum tension` - Порог максимального натяжения
`1e5` `N` (по умолчанию) | положительный скаляр

Максимально допустимое натяжение для каждого ремня. Когда натяжение на любом конце ремня соответствует или превышает это значение, моделирование останавливается и создает ошибку утверждения.

Зависимости

Для всех трех типов ремней параметр Максимальное натяжение ремня виден, только если для параметра Максимальное натяжение задано значение Specify maximum tension.

Шкив А

`Pulley radius` - Радиус шкива
`.15` `m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Радиус шкива.

`Bearing viscous friction coefficient` - Вязкое трение подшипника
`0` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | скаляр

Вязкое трение, связанное с подшипниками, удерживающими ось шкива.

`Inertia` - Модель инерции вращения
`No inertia` (по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

Модель инерции вращения.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity показывает параметры начальной скорости шкива и инерции шкива.

`Pulley inertia` - Инерция шкива
`0.01` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Инерция вращения шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Инерция (Inertia) этот параметр отображается.

`Pulley initial velocity` - Начальная скорость вращения шкива
`0` `rad/s` (по умолчанию) | скаляр

Начальная скорость вращения шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Инерция (Inertia) этот параметр отображается.

Шкив B

`Pulley radius` - Радиус шкива
`.30` `m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Радиус шкива.

`Bearing viscous friction coefficient` - Вязкое трение подшипника
`0.001` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | скаляр

Вязкое трение, связанное с подшипниками, удерживающими ось шкива.

`Inertia` - Модель инерции вращения
`No inertia` (по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

Specify inertia and initial velocity- Для моделирования инерции вращения. Отображение параметров начальной скорости «Инерция шкива» и «Начальная скорость шкива».

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity показывает параметры начальной скорости шкива и инерции шкива.

`Pulley inertia` - Инерция шкива
`0.03` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Инерция вращения шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Инерция (Inertia) этот параметр отображается.

`Pulley initial velocity` - Начальная скорость вращения шкива
`0` `rad/s` (по умолчанию) | скаляр

Начальная скорость вращения шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Инерция (Inertia) этот параметр отображается.

Контакты

`Contact friction coefficient` - Контактное трение
`0.5` (по умолчанию) | положительный скаляр

Кулон коэффициента трения между ремнем и поверхностью шкива. По умолчанию: 0.5.

`Wrap angle calculation` - Модель расчета угла
`Specify pulley center separation` (по умолчанию) | `Specify wrap angles`

Вычисляет ли блок угол обертывания ремня на шкивах с помощью радиусов шкива, разделения по центру и типа привода или же углы обертывания задаются непосредственно. Возможны следующие варианты:

Specify pulley center separation - Блок вычисляет угол обертывания ремня на шкивах с помощью радиусов шкива, разделения по центру и типа привода.
Отображение параметра разделения центра шкива.
Specify wrap angles - Блок использует указанные углы обтекания.

Зависимости

Выбор Specify pulley center separation отображает параметр разделения центра шкива.

Выбор Specify wrap angles отображает параметры угла обертывания шкива A и угла обертывания шкива B.

`Pulley center separation` - Расстояние между центрами шкивов
`0.5` `m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Расстояние между центрами шкивов.

Зависимости

Параметр разделения по центру шкива отображается только в том случае, если выбран параметр расчета угла обтекания. Specify pulley center separation.

`Pulley A wrap angle` - Угол обертывания шкива
`145` `deg` (по умолчанию) | скаляр

Угол контакта ремня со шкивом, прикрепленным к порту А.

Зависимости

Параметр угла обтекания шкива А виден только в том случае, если параметр расчета угла обтекания равен Specify wrap angles.

`Pulley B wrap angle` - Угол обертывания шкива
`215` `deg` (по умолчанию) | скаляр

Угол контакта ремня со шкивом, прикрепленным к окну В.

Параметр угла обтекания шкива B виден только в том случае, если параметр расчета угла обтекания равен Specify wrap angles.

`Velocity threshold` - Порог контакта
`0.001` `m/s` (по умолчанию) | положительный скаляр

Относительная скорость, необходимая для пикового кинетического трения в контакте. Порог скорости трения улучшает численную стабильность моделирования, обеспечивая непрерывность усилия при изменении направления скорости.

Подробнее

развернуть все

Аппаратное моделирование в контуре

Для обеспечения оптимальной производительности моделирования задайте для параметра «Ремень» > «Центробежная сила» значение Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation.

Документация

Ременной привод

Описание

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

A - Угловая скорость вала шкива А механическое вращение

B - Угловая скорость вала B шкива механическое вращение

Параметры

Пояс

Drive type - Конфигурация ременного привода Open belt (по умолчанию) | Crossed belt

Belt type - Модель ремня Ideal - No slip (по умолчанию) | Flat belt | V-belt

Зависимости

Compliance - Модель соответствия No compliance - Suitable for HIL simulation (по умолчанию) | Specify stiffness and damping

Зависимости

V-belt sheave angle - Угол шкива 30 deg (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Number of V-belts - Количество ремней 1 (по умолчанию) | положительное скалярное целое

Зависимости

Centrifugal force - Модель центробежной силы Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation (по умолчанию) | Model centrifugal force

Зависимости

Belt mass per unit length - Масса на единицу длины 0.6 kg/m (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Longitudinal stiffness - Эффективная жесткость ремня 1e4 N/m (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Longitudinal damping - Эффективное демпфирование ремня 1e3 N/(m/s) (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Зависимости

Pre-tension - Натяжение ремня покоя 100 N (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Maximum tension - Модель порога натяжения No maximum tension (по умолчанию) | Specify maximum tension

Зависимости

Belt maximum tension - Порог максимального натяжения 1e5 N (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Шкив А

Pulley radius - Радиус шкива .15 m (по умолчанию) | положительный скаляр

Bearing viscous friction coefficient - Вязкое трение подшипника 0 N*m/(rad/s) (по умолчанию) | скаляр

Inertia - Модель инерции вращения No inertia (по умолчанию) | Specify inertia and initial velocity

Зависимости

Pulley inertia - Инерция шкива 0.01 kg*m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Pulley initial velocity - Начальная скорость вращения шкива 0 rad/s (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Шкив B

Pulley radius - Радиус шкива .30 m (по умолчанию) | положительный скаляр

Bearing viscous friction coefficient - Вязкое трение подшипника 0.001 N*m/(rad/s) (по умолчанию) | скаляр

Inertia - Модель инерции вращения No inertia (по умолчанию) | Specify inertia and initial velocity

Зависимости

Pulley inertia - Инерция шкива 0.03 kg*m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Pulley initial velocity - Начальная скорость вращения шкива 0 rad/s (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Контакты

Contact friction coefficient - Контактное трение 0.5 (по умолчанию) | положительный скаляр

Wrap angle calculation - Модель расчета угла Specify pulley center separation (по умолчанию) | Specify wrap angles

Зависимости

Pulley center separation - Расстояние между центрами шкивов 0.5 m (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Pulley A wrap angle - Угол обертывания шкива 145 deg (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Pulley B wrap angle - Угол обертывания шкива 215 deg (по умолчанию) | скаляр

Velocity threshold - Порог контакта 0.001 m/s (по умолчанию) | положительный скаляр

Подробнее

Аппаратное моделирование в контуре

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Темы

Документация по приводу Simscape

Поддержка

`A` - Угловая скорость вала шкива А
механическое вращение

`B` - Угловая скорость вала B шкива
механическое вращение

`Drive type` - Конфигурация ременного привода
`Open belt` (по умолчанию) | `Crossed belt`

`Belt type` - Модель ремня
`Ideal - No slip` (по умолчанию) | `Flat belt` | `V-belt`

`Compliance` - Модель соответствия
`No compliance - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Specify stiffness and damping`

`V-belt sheave angle` - Угол шкива
`30` `deg` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Number of V-belts` - Количество ремней
`1` (по умолчанию) | положительное скалярное целое

`Centrifugal force` - Модель центробежной силы
`Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Model centrifugal force`

`Belt mass per unit length` - Масса на единицу длины
`0.6` `kg/m` (по умолчанию) | скаляр

`Longitudinal stiffness` - Эффективная жесткость ремня
`1e4` `N/m` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Longitudinal damping` - Эффективное демпфирование ремня
`1e3` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Pre-tension` - Натяжение ремня покоя
`100` `N` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Maximum tension` - Модель порога натяжения
`No maximum tension` (по умолчанию) | `Specify maximum tension`

`Belt maximum tension` - Порог максимального натяжения
`1e5` `N` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Pulley radius` - Радиус шкива
`.15` `m` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Bearing viscous friction coefficient` - Вязкое трение подшипника
`0` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | скаляр

`Inertia` - Модель инерции вращения
`No inertia` (по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

`Pulley inertia` - Инерция шкива
`0.01` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Pulley initial velocity` - Начальная скорость вращения шкива
`0` `rad/s` (по умолчанию) | скаляр

`Pulley radius` - Радиус шкива
`.30` `m` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Bearing viscous friction coefficient` - Вязкое трение подшипника
`0.001` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | скаляр

`Inertia` - Модель инерции вращения
`No inertia` (по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

`Pulley inertia` - Инерция шкива
`0.03` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Pulley initial velocity` - Начальная скорость вращения шкива
`0` `rad/s` (по умолчанию) | скаляр

`Contact friction coefficient` - Контактное трение
`0.5` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Wrap angle calculation` - Модель расчета угла
`Specify pulley center separation` (по умолчанию) | `Specify wrap angles`

`Pulley center separation` - Расстояние между центрами шкивов
`0.5` `m` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Pulley A wrap angle` - Угол обертывания шкива
`145` `deg` (по умолчанию) | скаляр

`Pulley B wrap angle` - Угол обертывания шкива
`215` `deg` (по умолчанию) | скаляр

`Velocity threshold` - Порог контакта
`0.001` `m/s` (по умолчанию) | положительный скаляр

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™