Планетарная зубчатая передача водила, червячной планеты и солнечных колес с регулируемым передаточным числом, тип червячной резьбы и потери на трение
Simscape/трансмиссия/зубчатые колеса/планетарные субкомпоненты
Блок Sun-Planet Worm Gear представляет собой планетарное зубчатое колесо с двумя степенями свободы, построенное из водила и солнечных и планетарных зубчатых колес. По типу солнечная и планетарная шестерни представляют собой скрещенные винтовые прямозубые шестерни, выполненные в виде червячного привода, в котором планетарная шестерня является червячной. Такие передачи используются в дифференциале Torsen ® T-1. При передаче мощности солнечная шестерня может независимо вращаться червячной (планетарной) шестерней, водилом или обоими.
Задается фиксированное передаточное число, которое обозначает угловую скорость червяка, деленную на угловую скорость солнечного зубчатого колеса. Управление направлением осуществляется путем установки типа червячной резьбы «левая» или «правая». Вращение правого червяка в положительном направлении вызывает вращение солнечной шестерни в положительном направлении. Положительные направления солнечной шестерни и водила одинаковы.
Можно смоделировать влияние теплового потока и изменения температуры, включив дополнительный тепловой порт. Чтобы включить порт, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.
Переменные уравнений:
| RWG | Передаточное число, обозначающее угловую скорость червяка, деленную на угловую скорость солнечного зубчатого колеса: Отношение является положительным для правого червяка и отрицательным для левого червяка |
| ωS | Угловая скорость солнечной шестерни |
| ωP | Угловая скорость червячной передачи |
| ωC | Угловая скорость носителя |
| ωSC | Угловая скорость солнечной шестерни относительно водила |
| α | Нормальный угол давления |
| λ | Угол червячного вывода |
| L | Червячный свинец |
| d | Диаметр шага червяка |
| τS | Крутящий момент, приложенный к солнечному валу |
| τP | Крутящий момент, приложенный к планетарному валу |
| τC | Крутящий момент, приложенный к несущему валу |
| τ | Крутящий момент из-за трения сетки: Потеря зависит от эффективности устройства и направления потока энергии. Чтобы избежать резкого изменения крутящего момента трения при λ S = 0, крутящий момент трения вводится через гиперболическую функцию. |
| τinstfr | Мгновенное значение момента трения, используемого для моделирования потерь на трение |
| τfr | Крутящий момент от трения в установившемся состоянии |
| k | Коэффициент трения |
| ηWG | Эффективность передачи мощности червяка на шестерню |
| ηGW | Эффективность передачи мощности от шестерни к червяку |
| pth | Порог мощности |
| μSC | Коэффициент вязкого трения для границы раздела солнечных носителей |
| μWC | Коэффициент вязкого трения для поверхности раздела червячный носитель |
Блок червячной передачи Sun-Planet накладывает одно кинематическое ограничение на три соединенные оси:
startC.
Шестерня имеет две независимые степени свободы. Зубчатая пара (1,2) = (S, P).
Передача крутящего момента:
startS
В идеальном случае, когда потери крутящего момента нет, startloss = 0.
В неидеальном случае, startloss ≠ 0. Дополнительные сведения см. в разделе Модель зубчатых колес с потерями.
В неидеальной передаче угловая скорость и геометрические зависимости не изменяются, но передаваемый крутящий момент и мощность уменьшаются на:
Кулонное трение из-за зацепления червячно-солнечной шестерни, которое характеризуется коэффициентом трения k или постоянными КПД [startWG, groupGW]
Вязкие муфты карданных валов с подшипниками, которые параметризуются коэффициентами вязкого трения
Поскольку трансмиссия включает червячную передачу, КПД различны для прямой и обратной передачи мощности. В таблице показано значение эффективности для всех комбинаций передачи мощности.
| Ведущий вал | Ведомый вал | ||
| Планета | Солнце | Перевозчик | |
| Планета | Н/Д | ηWG | ηWG |
| Солнце | ηGW | Н/Д | Без потерь |
| Перевозчик | ηGW | Без потерь | Н/Д |
При задании для модели трения значения Constant efficiency и оставьте значение Параметризация трения (Friction parameterization) равным Friction coefficient and geometrical parametersмодель учитывает трение о контакте геометрической поверхности. В этом случае, в соответствии со следующими принципами:
Геометрия резьбы червячной передачи, определяемая углом λ вывода и нормальным углом α давления.
Коэффициент поверхностного контактного трения k.
ktanλ)
tanα)
При задании для модели трения значения Constant efficiency и задайте параметризацию трения как Efficienciesили если для модели трения задано значение Temperature-dependent efficiency, модель рассматривает эффективность как постоянную. В этом случае можно указать, не зависимо от геометрических деталей.
Можно включить режим самоблокировки, сделав эффективность отрицательной. Мощность не может передаваться от солнечной шестерни к червяку или от водила к червяку, если к червяку не приложен некоторый крутящий момент для освобождения поезда. В этом случае абсолютное значение КПД определяет отношение, при котором освобождается поезд. Чем меньше угол опережения поезда, тем меньше обратная эффективность.
КПД в отношении зацепления между червячной шестерней и планетарной шестерней полностью активны только в том случае, если передаваемая мощность превышает порог мощности.
Если мощность меньше порогового значения, фактическая эффективность автоматически нормализуется до единицы при нулевой скорости.
Коэффициенты вязкого трения червячного и солнечного подшипников управляют вязким крутящим моментом трения, испытываемым водилом от смазанной неидеальной зубчатой резьбы. Дополнительные сведения см. в разделе Ограничения неидеального зубчатого колеса.
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.