Планетарная передача с двойной шестерней

Планетарная зубчатая передача с двумя сетчатыми сателлитами

Библиотека:
Simscape/трансмиссия/зубчатые колеса

Описание

Блок планетарной передачи с двойной шестерней представляет собой планетарную зубчатую передачу с двумя сетчатыми планетарными зубчатыми колесами между солнечной шестерней и кольцевой шестерней. Одно водило удерживает два планетарных зубчатых ряда на разных радиусах от осевой линии солнечной шестерни, позволяя при этом отдельным зубчатым колесам вращаться относительно друг друга. Модель зубчатой передачи включает потери мощности из-за трения между зацепляющими зубьями зубчатой передачи и вязким демпфированием вращающихся валов зубчатой передачи.

Конструктивно планетарная шестерня с двойной шестерней напоминает шестерню Равиньо без своей второй, большой, солнечной шестерни. Внутренняя сателлит входит в зацепление с солнечной шестерней, а внешняя сателлит входит в зацепление с кольцевой шестерней. Поскольку он содержит два сателлита, то планетарная шестерня с двойной шестерней изменяет направление относительного вращения кольцевого и солнечного сателлитов на противоположное.

Отношение зубьев зацепленной зубчатой пары фиксирует относительные угловые скорости двух зубчатых колес в этой паре. В блоке Планетарная передача с двойной шестерней можно задать передаточные отношения зубьев между кольцевой и солнечной шестернями и внешней и внутренней планетарными шестернями. Геометрическая зависимость фиксирует остальные отношения зубьев - кольцевое зубчатое колесо к внешнему планетарному зубчатому колесу и внутреннее планетарное зубчатое колесо к солнечному зубчатому колесу. Это ограничивает радиус зубчатого венца суммой радиуса солнечного зубчатого колеса и внутреннего и внешнего диаметров зубчатого колеса.

$_{}_{}_{}_{rr=rs+2⋅rpi+2⋅rpo},$

где:

_rr - радиус зубчатого венца.
_rs - радиус солнечной шестерни.
_rpi - радиус зубчатого колеса внутренней планеты.
_rpo - радиус зубчатого колеса внешней планеты.

Отношение зубьев зубьев кольца к наружной планетарной шестерне составляет

$\frac{_{}}{_{}} \frac{\frac{_{}}{_{rrrpo=2⋅rrrs}}}{\frac{(_{}}{_{}} rrrs -} \frac{1 \frac{)_{\cdot}}{_{(}}}{\frac{_{rporpi}}{+_{1}}})$ rporpi.

Отношение внутренней планеты к солнечным зубьям составляет

$\frac{_{}}{_{rpirs}} \frac{= \frac{_{(}}{_{}} rrrs}{− \frac{1_{)}}{2_{(}}}$ rporpi + 1).

Блок планетарной передачи с двойной шестерней является составным компонентом. Он содержит три нижележащих блока - Ring-Planet , Planet-Planet и Sun-Planet - соединенных, как показано на рисунке. Каждый блок соединен с отдельным приводным валом через поворотный консервационный порт.

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.

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 sun (S) teeth ratio (NR/NS)` - Отношение вращения зубчатого колеса к солнечному
`2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Фиксированное отношение вращений зубчатого венца к вращениям солнечной шестерни, определяемое числом зубьев планетарной шестерни, деленным на число зубьев солнечной шестерни.

`Outer planet (Po) to inner planet (Pi) teeth ratio (NPo/NPi)` - Отношение вращения зубчатой передачи внешней и внутренней планет
`1` (по умолчанию) | положительный скаляр

Фиксированное отношение вращений зубьев внешней планетарной шестерни к вращениям зубьев внутренней планетарной шестерни, определяемое числом зубьев планетарной шестерни, деленным на число зубьев солнечной шестерни.

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, ring-planet and planet-planet ordinary efficiencies` - Эффективность передачи крутящего момента для
`[.98, .98, .99]` (по умолчанию) | вектор

Вектор эффективности передачи крутящего момента, для сеток зубчатых пар «солнце-планета» и «кольцо-планета» и «_{планета-планета}» соответственно. Векторные элементы должны 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 передачи крутящего момента от солнечной шестерни к внутренней планетарной шестерне
`[.75, .65, .6]` (по умолчанию) | вектор

Вектор отношения мощности на выходе к входной мощности, описывающий поток мощности от солнечной шестерни к внутренним планетарным шестерням 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 передачи крутящего момента от зубчатого венца к внешним сателлитам
`[.5, .45, .4]` (по умолчанию) | вектор

Вектор отношения выходной мощности к входной, описывающий поток мощности от зубчатого венца к внешним планетарным зубчатым колесам Блок использует значения для построения таблицы поиска с 1-D температурной эффективностью.

Зависимости

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

`Planet-planet efficiency` - эффективность передачи крутящего момента от внутренней планетарной передачи к внешней планетарной передаче;
`[.5, .45, .4]` (по умолчанию) | вектор

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

Зависимости

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

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

Вектор пороговых значений мощности, выше которого применяются коэффициенты полной эффективности. Введите пороговые значения в порядке «солнечная несущая», «кольцевая несущая», «планетарная несущая».

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.

Пороговое значение мощности должно быть ниже ожидаемой мощности, передаваемой во время моделирования. Более высокие значения могут привести к тому, что блок недооценивает потери эффективности. Очень низкие значения могут увеличить вычислительную стоимость.

Зависимости

Чтобы включить параметр, задайте для параметра Модель трения (Friction model) значение Constant efficiency или Temperature-dependent efficiency.

Вязкие потери

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

Вектор коэффициентов вязкого трения, [_мкС мкР мкР], для движения солнечного, _{кольцевого} и _{планетарного} зубчатых колес соответственно.

Инерция

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

Инерционная модель для блока:

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

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

Момент инерции зубчатых колес внутренней планеты. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

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

`Outer planet gear inertia` - Инерция зубчатой передачи внешней планеты
`0.001` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Момент инерции зубчатых колес внешней планеты. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Включите этот параметр, установите значение Инерция (Inertia) равным On.

Тепловой порт

Чтобы включить эти настройки, 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

Составная планетарная передача | Планетарная передача | Ravigneaux Gear

Темы

Представлен в R2013b

Документация

Планетарная передача с двойной шестерней

Описание

Тепловая модель

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 sun (S) teeth ratio (NR/NS) - Отношение вращения зубчатого колеса к солнечному 2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Outer planet (Po) to inner planet (Pi) teeth ratio (NPo/NPi) - Отношение вращения зубчатой передачи внешней и внутренней планет 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, ring-planet and planet-planet ordinary efficiencies - Эффективность передачи крутящего момента для [.98, .98, .99] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

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

Зависимости

Sun-planet efficiency - Эффективность передачи крутящего момента от солнечной шестерни к внутренней планетарной шестерне [.75, .65, .6] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Ring-planet efficiency - Эффективность передачи крутящего момента от зубчатого венца к внешним сателлитам [.5, .45, .4] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Planet-planet efficiency - эффективность передачи крутящего момента от внутренней планетарной передачи к внешней планетарной передаче; [.5, .45, .4] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Зависимости

Вязкие потери

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

Инерция

Inertia - Инерционная модель off (по умолчанию) | on

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

Зависимости

Outer planet gear inertia - Инерция зубчатой передачи внешней планеты 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 sun (S) teeth ratio (NR/NS)` - Отношение вращения зубчатого колеса к солнечному
`2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Outer planet (Po) to inner planet (Pi) teeth ratio (NPo/NPi)` - Отношение вращения зубчатой передачи внешней и внутренней планет
`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, ring-planet and planet-planet ordinary efficiencies` - Эффективность передачи крутящего момента для
`[.98, .98, .99]` (по умолчанию) | вектор

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

`Sun-planet efficiency` - Эффективность передачи крутящего момента от солнечной шестерни к внутренней планетарной шестерне
`[.75, .65, .6]` (по умолчанию) | вектор

`Ring-planet efficiency` - Эффективность передачи крутящего момента от зубчатого венца к внешним сателлитам
`[.5, .45, .4]` (по умолчанию) | вектор

`Planet-planet efficiency` - эффективность передачи крутящего момента от внутренней планетарной передачи к внешней планетарной передаче;
`[.5, .45, .4]` (по умолчанию) | вектор

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

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

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

`Outer planet gear inertia` - Инерция зубчатой передачи внешней планеты
`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™