Набор ходовых винтов резьбового вращающегося винта и поступательной гайки с регулируемой резьбой и потерями на трение
Simscape/Привод/Зубчатые колеса/Вращение - Поступательный
Блок ходовых винтов представляет собой вращательно-поступательное зубчатое колесо с резьбой, которое ограничивает две соединенные оси трансмиссии, винт (S) и гайку (N), соответственно, для поворота и перемещения вместе в заданном фиксированном соотношении. Можно выбрать, будет ли ось гайки перемещаться в положительном или отрицательном направлении, так как винт вращается в положительном правом направлении. Если винтовая спираль правая, λ S и vN имеют одинаковый знак. Если винтовая спираль левосторонняя, λ S и vN имеют противоположные знаки.
Ходовой винт накладывает одну кинематическую зависимость на две соединенные оси:
| startSL = 2πvN. | (1) |
Коэффициент передачи RNS = 2π/L. L - винтовой вывод, поступательное перемещение гайки за один оборот винта. В терминах этого отношения кинематическое ограничение равно:
| startS = RNSvN. | (2) |
Две степени свободы сводятся к одной независимой степени свободы. Условное обозначение пары передающих передач (1,2) = (S, N).
Передача крутящего момента - сила:
| RNSstartS + FN - Floss = 0, | (3) |
с Floss = 0 в идеальном случае.
В неидеальном случае Floss ≠ 0. Общие сведения о моделировании неидеальных зубчатых колес см. в разделе Модель зубчатых колес с потерями.
В случае контактного трения λ SN и λ NS определяются:
Геометрия резьбы винт-гайка, заданная углом вывода λ и полууголом резьбы acme α.
Коэффициент поверхностного контактного трения k.
| λ SN = (cosα - k· tanα )/( cosα + k/tanλ), | (4) |
| λ NS = (cosα - k/tanλ )/( cosα + k· tanα). | (5) |
В случае постоянного КПД, независимо от геометрических деталей, задаются, в качестве параметров, которые задаются, в качестве параметров, не выбираемых.
λ NS имеет два различных режима, в зависимости от ведущего угла λ, разделенного точкой самоблокировки, в которой λ NS = 0 и cosα = k/tanλ.
В режиме капремонта, groupNS > 0. Сила, действующая на гайку, может поворачивать винт.
В самоблокирующемся режиме, groupNS < 0. Внешний крутящий момент должен быть приложен к винту, чтобы освободить блокируемый в противном случае механизм. Чем больше отрицательное значение, тем больший крутящий момент должен быть для освобождения механизма.
SN является условно положительным.
КПД, связанные с зацеплением между винтом и гайкой, полностью активны только в том случае, если передаваемая мощность превышает пороговое значение мощности.
Если мощность меньше порогового значения, фактическая эффективность автоматически нормализуется до единицы при нулевой скорости.
Коэффициент γ вязкого трения управляет крутящим моментом вязкого трения, испытываемым винтом из смазанной неидеальной зубчатой резьбы. Крутящий момент вязкого трения на оси винтовой трансмиссии составляет -мкSλ S. λ S - угловая скорость винта относительно его установки.
Можно смоделировать влияние теплового потока и изменения температуры, включив дополнительный тепловой порт. Чтобы включить порт, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.
Для обеспечения оптимальной производительности моделирования в реальном времени задайте для модели трения значение No meshing losses - Suitable for HIL simulation на вкладке Потери сетки (Meshing Loss).
Параметры «Переменные» используются для установки приоритетов и начальных целевых значений для переменных блока перед моделированием. Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.
Инерция шестерни считается ничтожной.
Зубчатые колеса рассматриваются как жесткие компоненты.
Кулонское трение замедляет моделирование. Дополнительные сведения см. в разделе Корректировка точности модели.
| Порт | Описание |
|---|---|
| S | Поворотный консервационный порт, представляющий винт |
| N | Поступательный консервационный порт, представляющий гайку |
| H | Термосберегающий порт для теплового моделирования |