Exponenta Banner
exponenta event banner

Ravigneaux Gear

Планетарная шестерня с двумя солнечными шестернями и двумя планетарными шестернями

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/трансмиссия/зубчатые колеса

  • Ravigneaux Gear block

Описание

Блок Ravigneaux Gear представляет планетарную зубчатую передачу с двойными солнечными и планетарными зубчатыми колесами. Две солнечные шестерни расположены в центре и разделены в продольном направлении вдоль общей оси вращения. Меньшая из этих шестерен входит в зацепление с внутренней планетарной шестерней, которая, в свою очередь, входит в зацепление с внешней планетарной шестерней. Внешний сателлит, длина которого охватывает расстояние между двумя солнечными шестернями, входит в зацепление как с большей солнечной шестерней, так и с кольцевой шестерней.

Водило удерживает планетарные зубчатые передачи на месте под разными радиусами. Водило, жестко соединяющееся с приводным валом, может вращаться как узел относительно солнечного и кольцевого зубчатых колес. Поворотные соединения, каждое из которых расположено между планетарной шестерней и водилом, позволяют шестерням вращаться вокруг их отдельных продольных осей.

Относительные угловые скорости солнечных, планетарных и кольцевых зубчатых колес следуют из кинематических зависимостей между ними. Дополнительные сведения см. в разделе Уравнения.

Блок моделирует механизм Ravigneaux как структурный компонент на основе Планеты Солнца, Планеты Планеты и блоков Ring-Planet Simscape™ Driveline™. На рисунке показана эквивалентная блок-схема этого структурного компонента.

Для повышения точности модели зубчатого колеса можно задать 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. Чтобы смоделировать инерции носителя, больших солнечных, малых солнечных и кольцевых зубчатых колес, подключите блоки Simscape Inertia к портам C, SL, SS 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

Блок Ravigneaux Gear накладывает четыре кинематические и четыре геометрические зависимости на четыре соединенные оси и два внутренних колеса (внутренняя и внешняя планетарные передачи):

rCigroupC = rSSstartSS + rPigroupPi

rCi = rSS + rPi

rCostartC = rSLü SL + rPogroupPo

rCo = rSL + rPo

(rCo − rCi)

rCo − rCi = rPo + rPi

rRstartR = rCostartC + rPostartPo

rR = rCo + rPo

где:

  • rCi - радиус внутреннего водила.

  • λ C - угловая скорость зубчатых колес водила.

  • rSS - радиус малой солнечной шестерни.

  • Λ SS - угловая скорость малой солнечной шестерни.

  • rPi - радиус внутренней планетарной шестерни.

  • startPi - угловая скорость внутренней планетарной шестерни.

  • rCo - радиус внешнего водила.

  • rSL - радиус большой солнечной шестерни.

  • λ SL - угловая скорость большой солнечной шестерни.

  • rPo - радиус зубчатого колеса внешней планеты.

  • startPo - угловая скорость внешней планетарной шестерни.

  • λ R - угловая скорость зубчатого венца.

Отношение кольца к солнцу:

gRSS = rR/rSS = NR/NSS

gRSL = rR/rSL = NR/NSL

где:

  • gRSS - это отношение кольца к малому солнечному зубчатому колесу.

  • NR - количество зубьев в кольцевом зубчатом колесе.

  • NSS - количество зубьев в малом солнечном зубчатом колесе.

  • gRSS - отношение числа солнечных зубчатых колес между кольцом и большим.

  • NSL - количество зубьев в большой солнечной шестерне.

В терминах этих передаточных чисел ключевыми кинематическими ограничениями являются:

(gRSS − 1)

(gRSL − 1) startC = gRSLstartR − startSL

Шесть степеней свободы уменьшаются до двух независимых степеней свободы. Зубчатые пары (1,2) = (LS, P), (SS, P), (P, R) и (P, P).

Предупреждение

Передаточное число gRSS должно быть строго больше передаточного числа gRSL. Передаточное число gRSL должно быть строго больше единицы.

Передача крутящего момента:

gRSSsunSS + startR − startloss (SS, R) = 0

gRSLtheSL + startR − (SL, R) = 0

где:

  • TiSS - передача крутящего момента для малой солнечной шестерни.

  • δR - передача крутящего момента для кольцевого зубчатого колеса.

  • (SS, R) - потеря передачи крутящего момента между малой солнечной шестерней и кольцевой шестерней.

  • TiSL - передача крутящего момента для большой солнечной шестерни.

  • (SL, R) - потеря передачи крутящего момента между большой солнечной шестерней и кольцевой шестерней.

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

Порты

Сохранение

развернуть все

Вращательное механическое консервационное отверстие, связанное с водилом планетарной шестерни.

Вращательное механическое защитное отверстие, связанное с кольцевым зубчатым колесом.

Вращательное механическое защитное отверстие, связанное с большой солнечной шестерней.

Вращательное механическое защитное отверстие, связанное с малой солнечной шестерней.

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

Отношение gRLS вращений кольцевого зубчатого колеса к вращениям солнечного зубчатого колеса, определяемое числом зубьев кольцевого зубчатого колеса, деленным на число больших зубьев солнечного зубчатого колеса.

Отношение gRSS зубчатого венца к вращениям малых солнечных зубчатых колес, определяемое числом зубьев кольцевого зубчатого колеса, деленным на число малых зубьев солнечного зубчатого колеса. Это передаточное отношение должно быть строго больше, чем отношение зубьев кольца (R) к большому солнцу (SL) (NR/NSL).

Потери сетки

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.

Вектор эффективности передачи крутящего момента, для сетей зубчатых колес больших солнечных планет, малых солнечных планет, кольцевых планет и планетарных зубчатых пар соответственно. Векторные элементы должны находиться в диапазоне (0,1].

Зависимости

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

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.

Вектор отношения мощности на выходе к входной мощности, описывающий поток мощности от большой солнечной шестерни к 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.

Вектор отношения выходной мощности к входной мощности, описывающий поток мощности от малых солнечных зубчатых колес к планетарным зубчатым колесам 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.

Вектор отношения выходной мощности к входной мощности, описывающий поток мощности от зубчатого венца к планетарным зубчатым колесам 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.

Вектор отношения выходной мощности к входной мощности, которые описывают поток мощности от малых солнечных планетарных зубчатых колес к большим солнечным планетарным зубчатым колесам, 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.

Вектор пороговых значений мощности, выше которого применяются коэффициенты полной эффективности. Введите пороговые значения порядка больших солнечных шестерен, малых солнечных шестерен, больших солнечных планетарных шестерен и малых солнечных планетарных шестерен относительно держателя шестерни. 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 Temperature-dependent efficiency.

Вязкие потери

Вектор коэффициентов вязкого трения, [мкМС, мкСС, мкЛСП, мкСП], для движения больших солнечных носителей, малых солнечных носителей, больших солнечных планет-носителей и малых солнечных планет-носителей соответственно.

Инерция

Инерционная модель для блока:

  • Off - Инерция модельной передачи.

  • On - Пренебречь инерцией передачи.

Момент инерции внутренней планетарной передачи. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

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

Момент инерции внешней планетарной передачи. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

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

Тепловой порт

Чтобы включить эти настройки, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.

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.

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

Расширенные возможности

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

.

См. также

Блоки Simscape

Темы

Представлен в R2011a

Документация по приводу Simscape

Поддержка