Составная планетарная передача

Планетарная зубчатая передача со ступенчатой планетарной зубчатой передачей

Библиотека:
Simscape/трансмиссия/зубчатые колеса

Описание

Составной блок планетарной передачи представляет собой планетарную зубчатую передачу с составными планетарными передачами. Каждая составная планетарная шестерня представляет собой пару жестко соединенных и продольно расположенных шестерен различных радиусов. Одна из двух шестерен входит в зацепление с центральной солнечной шестерней, а другая - с внешней кольцевой шестерней.

Составная планетарная передача

Блок моделирует составной планетарный механизм как структурный компонент на основе блоков Simscape™ Driveline™ Sun-Planet и Кольцевой Планеты . На рисунке показана эквивалентная блок-схема блока планетарной передачи «Компаунд».

Чтобы повысить точность модели зубчатого колеса, задайте такие свойства, как инерция зубчатого колеса, потери сетки и потери вязкости. По умолчанию предполагается, что инерция передачи и потери вязкости являются незначительными. Блок позволяет задать инерции зубчатых колес внутренней планеты. Для моделирования инерций несущих, солнечных и кольцевых зубчатых колес подключите блоки Simscape Inertia к портам C, S и R.

Тепловая модель

Можно смоделировать влияние теплового потока и изменения температуры, включив дополнительный тепловой порт. Чтобы включить порт, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

Уравнения

Ограничения идеального зубчатого колеса и передаточные отношения

Составной блок планетарной передачи накладывает две кинематические и две геометрические зависимости.

$_{}_{rC, C} =_{}_{} {rS, S}_{+}_{}$ rP1,

$_{}_{rRstartR} =_{}_{} {rCstartC}_{+}_{}$ rP2startP,

$_{rC} =_{} {rS}_{+}$ rP1,

$_{rR} =_{} {rC}_{+}$ rP2,

где:

_rC - радиус водила.
_{λ C} - угловая скорость водила.
_rS - радиус солнечной шестерни.
_{λ S} - угловая скорость солнечной шестерни.
_rP1 - радиус планетарной шестерни 1.
_startP - угловая скорость планетарных зубчатых колес.
_rP2 - радиус планетарной шестерни 2.
_rR - радиус зубчатого венца.

Передаточные числа «кольцо-планета» и «планета-солнце»:

$_{gRP} =_{}_{} {rR/rP2}_{} =_{}$ NR/NP2

$_{gPS} =_{}_{} {rP1/rS}_{=}_{}$ NP1/NS,

где:

_gRP - передаточное число кольцевой планеты.
_NR - количество зубьев на кольцевом зубчатом колесе.
_NP2 - число зубьев планетарного зубчатого колеса 2.
_gPS - планетарно-солнечное передаточное число.
_NP1 - число зубьев планетарного зубчатого колеса 1.
_NS - количество зубьев на солнечной шестерне.

В терминах передаточных чисел ключевым кинематическим ограничением является:

$(1 +_{}_{gRPgPS}_{}_{}_{}_{}_{}$ )

Четыре степени свободы уменьшаются до двух независимых степеней свободы. Зубчатые пары (1, 2) = (P2, R) и (S, P1).

Предупреждение

Передаточное число _gRP должно быть строго больше единицы.

Передача крутящего момента:

$_{}_{gRPτP2} +_{}_{τR-τloss} (P2, R) =$ 0

$_{}_{gPSstartS} +_{τP1} -_{startloss} (S,P1) =$ 0,

где:

_τP2 - передача крутящего момента для планетарной шестерни 2.
_δR - передача крутящего момента для кольцевого зубчатого колеса.
_δloss - потеря передачи крутящего момента.
_{δ S} - передача крутящего момента для солнечной шестерни.
_τP1 - передача крутящего момента для планетарной шестерни 1.

В идеальном случае, когда потери крутящего момента нет, _startloss = 0.

Ограничения и потери неидеальной передачи

В неидеальном случае, _startloss ≠ 0. Дополнительные сведения см. в разделе Модель зубчатых колес с потерями.

Допущения и ограничения

Инерция шестерни считается ничтожной.
Зубчатые колеса рассматриваются как жесткие компоненты.
Кулонское трение замедляет моделирование. Дополнительные сведения см. в разделе Корректировка точности модели.

Порты

Сохранение

развернуть все

`C` - Водило планетарной передачи
вращательное механическое

Вращательное механическое консервационное отверстие, связанное с водилом планетарной шестерни.

`R` - Кольцевое зубчатое колесо
вращательное механическое

Вращательное механическое защитное отверстие, связанное с кольцевым зубчатым колесом.

`S` - Солнечная шестерня
вращательное механическое

Вращательное механическое защитное отверстие, связанное с солнечной шестерней.

`H` - Тепловой поток
тепловой

Термосберегающий порт, связанный с тепловым потоком. Тепловой поток влияет на эффективность передачи энергии, изменяя температуры зубчатых колес.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

Параметры

развернуть все

Главный

`Ring (R) to planet (P) teeth ratio (NR/NP)` - Передаточное отношение кольца к планетарной шестерне
`2` (по умолчанию) | скаляр больше `1`

Фиксированное отношение _gRP вращения зубчатого венца к вращению зубчатого венца, определяемое числом зубьев зубчатого венца, деленным на число зубьев зубчатого венца. Это передаточное число должно быть строго больше 1.

`Planet (P) to sun (S) teeth ratio (NP/NS)` - Передаточное отношение планетарной передачи к солнечной
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Фиксированное отношение _gPS вращения планетарной шестерни к вращению солнечной шестерни, определяемое числом зубьев планетарной шестерни, деленным на число зубьев солнечной шестерни. Это передаточное число должно быть строго больше 0.

Потери сетки

`Friction model` - Модель трения
`No meshing losses - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Constant efficiency` | `Temperature-dependent efficiency`

Модель трения для блока:

No meshing losses - Suitable for HIL simulation - Зубчатая сетка идеальна.
Constant efficiency - Передача крутящего момента между зубчатыми колёсными парами уменьшается на постоянный КПД, start, такой, что 0 < start ≤ 1.
Temperature-dependent efficiency - Передача крутящего момента между зубчатыми парами определяется просмотром таблицы на основе температуры.

`Sun-planet and ring-planet ordinary efficiencies` - Эффективность передачи крутящего момента
`[.96 .98]` (по умолчанию) | вектор

Вектор КПД передачи крутящего момента _для сеток колесных пар солнечная планета и _{кольцевая} шестерня, соответственно. Векторный элемент должен находиться в интервале (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для модели трения значение Constant efficiency.

`Temperature` - Температура
`[280, 300, 320]` `K` (по умолчанию) | вектор

Вектор температур, используемый для построения 1-D таблицы поиска температурной эффективности. Векторные элементы должны увеличиваться слева направо.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

`Sun-planet efficiency` - Эффективность солнечных планет
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор | гнить

Вектор отношения выходной мощности к входной мощности, описывающий поток мощности от солнечной шестерни к планетарной шестерне Блок использует значения для построения таблицы поиска с 1-D температурной эффективностью.

Каждый элемент - это эффективность, которая связана с температурой в векторе температуры. Длина вектора должна быть равна длине вектора температуры. Каждый элемент в векторе должен находиться в диапазоне (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

`Ring-planet efficiency` - Эффективность кольцевой планеты
`[.95 .9 .85]` (по умолчанию) | вектор

Вектор КПД компонентов, _{"" "" "-} отношение выходной мощности к входной мощности, которое блок использует для построения 1-D таблицы преобразования температурного КПД .

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

`Sun-carrier and planet-carrier power thresholds` - Минимальный порог мощности КПД для муфт солнечного водила и планетарного водила
`[.001, .001]` `W` (по умолчанию) | вектор

Вектор пороговых значений мощности, выше которого применяются коэффициенты полной эффективности. Введите пороговые значения в порядке «солнечный носитель», «планетный носитель». Ниже этих значений гиперболическая касательная функция сглаживает коэффициент эффективности.

При задании для модели трения значения Constant efficiencyблок снижает потери эффективности до нуля, когда мощность не передается. При задании для модели трения значения Temperature-dependent efficiencyблок сглаживает коэффициенты эффективности между нулем, когда находится в состоянии покоя, и значениями, предоставляемыми таблицами поиска температурной эффективности при порогах мощности.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для модели трения значение Constant efficiency или Temperature-dependent efficiency.

Вязкие потери

`Sun-carrier and planet-carrier viscous friction coefficients` - Вязкое трение шестерни
`[0 0]` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | вектор

Вектор коэффициентов вязкого трения [_мкС мкП] для движения солнечного водила и планетарного зубчатого колеса соответственно.

Инерция

`Inertia` - Инерционная модель
`off` (по умолчанию) | `on`

Инерционная модель для блока:

Off - Инерция модельной передачи.
On - Пренебречь инерцией передачи.

`Planet gear inertia` - Инерция планетарной передачи
`0.001` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Момент инерции объединенных планетарных шестерен. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Инерция значение On.

Тепловой порт

Чтобы включить этот параметр, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

`Thermal mass` - Тепловая масса
`50` `J/K` (по умолчанию) | скаляр

Тепловая энергия, необходимая для изменения температуры компонента на одну единицу измерения температуры. Чем больше тепловая масса, тем больше устойчивость компонента к изменению температуры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

`Initial temperature` - Начальная температура
`300` `K` (по умолчанию) | скаляр

Температура блока в начале моделирования. Начальная температура задает КПД исходных компонентов в соответствии с их соответствующими векторами КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

Подробнее

развернуть все

Аппаратное моделирование в контуре

Для оптимальной производительности моделирования задайте для модели трения значение по умолчанию. No meshing losses - Suitable for HIL simulation.

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки Simscape

Планетарная передача | Ravigneaux Gear | Кольцевая планета | Солнце-Планета

Темы

Представлен в R2011a

Документация

Составная планетарная передача

Описание

Тепловая модель

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

C - Водило планетарной передачи вращательное механическое

R - Кольцевое зубчатое колесо вращательное механическое

S - Солнечная шестерня вращательное механическое

H - Тепловой поток тепловой

Зависимости

Параметры

Главный

Ring (R) to planet (P) teeth ratio (NR/NP) - Передаточное отношение кольца к планетарной шестерне 2 (по умолчанию) | скаляр больше 1

Planet (P) to sun (S) teeth ratio (NP/NS) - Передаточное отношение планетарной передачи к солнечной 1 (по умолчанию) | положительный скаляр

Потери сетки

Friction model - Модель трения No meshing losses - Suitable for HIL simulation (по умолчанию) | Constant efficiency | Temperature-dependent efficiency

Sun-planet and ring-planet ordinary efficiencies - Эффективность передачи крутящего момента [.96 .98] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Temperature - Температура [280, 300, 320] K (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Sun-planet efficiency - Эффективность солнечных планет [.95, .9, .85] (по умолчанию) | вектор | гнить

Зависимости

Ring-planet efficiency - Эффективность кольцевой планеты [.95 .9 .85] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Sun-carrier and planet-carrier power thresholds - Минимальный порог мощности КПД для муфт солнечного водила и планетарного водила [.001, .001] W (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Вязкие потери

Sun-carrier and planet-carrier viscous friction coefficients - Вязкое трение шестерни [0 0] N*m/(rad/s) (по умолчанию) | вектор

Инерция

Inertia - Инерционная модель off (по умолчанию) | on

Planet gear inertia - Инерция планетарной передачи 0.001 kg*m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Тепловой порт

Thermal mass - Тепловая масса 50 J/K (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Initial temperature - Начальная температура 300 K (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Подробнее

Аппаратное моделирование в контуре

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки Simscape

Темы

Документация по приводу Simscape

Поддержка

`C` - Водило планетарной передачи
вращательное механическое

`R` - Кольцевое зубчатое колесо
вращательное механическое

`S` - Солнечная шестерня
вращательное механическое

`H` - Тепловой поток
тепловой

`Ring (R) to planet (P) teeth ratio (NR/NP)` - Передаточное отношение кольца к планетарной шестерне
`2` (по умолчанию) | скаляр больше `1`

`Planet (P) to sun (S) teeth ratio (NP/NS)` - Передаточное отношение планетарной передачи к солнечной
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Friction model` - Модель трения
`No meshing losses - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Constant efficiency` | `Temperature-dependent efficiency`

`Sun-planet and ring-planet ordinary efficiencies` - Эффективность передачи крутящего момента
`[.96 .98]` (по умолчанию) | вектор

`Temperature` - Температура
`[280, 300, 320]` `K` (по умолчанию) | вектор

`Sun-planet efficiency` - Эффективность солнечных планет
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор | гнить

`Ring-planet efficiency` - Эффективность кольцевой планеты
`[.95 .9 .85]` (по умолчанию) | вектор

`Sun-carrier and planet-carrier power thresholds` - Минимальный порог мощности КПД для муфт солнечного водила и планетарного водила
`[.001, .001]` `W` (по умолчанию) | вектор

`Sun-carrier and planet-carrier viscous friction coefficients` - Вязкое трение шестерни
`[0 0]` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | вектор

`Inertia` - Инерционная модель
`off` (по умолчанию) | `on`

`Planet gear inertia` - Инерция планетарной передачи
`0.001` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Thermal mass` - Тепловая масса
`50` `J/K` (по умолчанию) | скаляр

`Initial temperature` - Начальная температура
`300` `K` (по умолчанию) | скаляр

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