Синхронизатор

Коническая муфта, собачья муфта и поступательный фиксатор в сборе для обеспечения плавного зацепления зубчатой передачи

Библиотека:
Simscape/Трансмиссия/Сцепления

Описание

Блок представляет собой синхронизатор, содержащий собачью муфту, коническую муфту и поступательный фиксатор. Передаточное звено сначала переходит в зацепление с конической муфтой. Фрикционный момент приводит к тому, что передаточное звено и вал конической муфты вращаются с одинаковой скоростью. Когда сила, действующая на передаточное звено, превышает силу фиксации, собачья муфта может входить в зацепление.

Схема иллюстрирует синхронизатор в отключенном состоянии. В этом состоянии валы кольца (R) и ступицы (H) могут вращаться независимо на разных скоростях. Для синхронизации скоростей кольцевого вала и вала ступицы передаточное звено (S) перемещается к валу ступицы для зацепления с конической муфтой. Фрикционные поверхности конической муфты создают фрикционный крутящий момент, который выравнивает скорости вращения кольцевого и ступичного валов. Зубья (Т) сцепления собачки могут зацепляться, когда поступательная сила, действующая на передаточное звено, превышает пиковую силу фиксации. Пиковое усилие фиксации должно обеспечивать достаточное время и нормальное усилие для выравнивания скоростей кольцевого вала и вала ступицы так, чтобы муфта захвата могла входить в зацепление.

Модель реализует блоки Dog Clutch, Cone Clutch и Translational Detent. Дополнительные сведения о соответствующей функции блока см. на каждой странице ссылок на блоки. Аналогичный подход можно использовать для моделирования пользовательских версий синхронизатора. Одним из примеров является подсистема передачи (детализированная) в sdl_vehicle_manual_transmission модели.

Соединения R и H являются механическими вращательными консервационными портами, которые представляют кольцо (R) и ступицу (H) соответственно. Соединение S представляет собой механический поступательный консервационный порт, который представляет ручку переключения кольца.

Соединения X1 и X2 являются выходами физического сигнала, которые сообщают о положениях переключения сцепления собачьей муфты и конической муфты соответственно. Когда муфта полностью выведена из зацепления, положения переключения передач равны нулю. Когда сцепление собачьей муфты полностью зацеплено, положение сцепления переключения собачьей муфты имеет величину, равную сумме зазора между кольцом собачьей муфты и ступицей и высоты зуба. Когда коническая муфта полностью сцеплена, положение звена переключения конической муфты имеет величину, равную зазору кольца-ступицы конической муфты.

Тепловое моделирование

Можно моделировать влияние теплового потока и изменения температуры с помощью дополнительного порта сохранения тепла. По умолчанию тепловой порт скрыт. Чтобы открыть тепловой порт, в разделе Настройки сцепления (Clutch settings) выберите зависящее от температуры значение параметра Модель трения (Friction model). Укажите связанные тепловые параметры для компонента.

Допущения и ограничения

Модель не учитывает эффекты инерции. Вы можете добавить блок Инерции Simscape™ в каждом порту, чтобы добавить инерцию к модели синхронизатора.

Порты

Продукция

развернуть все

`X1` - Перевод сцепления собак
физический сигнал

Порт вывода физического сигнала, измеряющий величину преобразования сцепления собачки.

`X2` - Перемещение конической муфты
физический сигнал

Порт вывода физического сигнала, измеряющий величину перемещения конической муфты.

Сохранение

развернуть все

`H` - Ступица сцепления
механическое вращение

Механическая консервация вращения, связанная со ступицей муфты

`R` - Кольцо сцепления
механическое вращение

МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОВОРОТНОЕ КОНСЕРВИРУЮЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ, СВЯЗАННОЕ С КОЛЬЦОМ СЦЕПЛЕНИЯ.

`S` - Сменная связь
механическое вращение

МЕХАНИЧЕСКОЕ ПОВОРОТНОЕ КОНСЕРВИРУЮЩЕЕ ОТВЕРСТИЕ, СВЯЗАННОЕ СО СДВИГАЮЩЕЙ связью

`T` - Тепловой поток
тепловой

Термосберегающий порт, связанный с тепловым потоком.

Зависимости

Этот порт отображается, только если в настройках трения для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Temperature-dependent friction coefficients или Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

Параметры

развернуть все

В таблице показано, как указанные опции параметров в настройках «Коническое сцепление» и «Собачье сцепление» влияют на видимость:

Параметры в настройках «Коническая муфта», «Собачья муфта» и «Начальные условия»
Параметры теплового порта
Тепловой порт T

Сведения о прочтении таблицы см. в разделе Зависимости параметров.

Зависимости параметров блока синхронизатора

Настройки	Параметры и опции
Коническая муфта	Максимальный диаметр контактной поверхности
	Минимальный диаметр контактной поверхности
	Угол половины конуса
	Модель трения
	`Fixed kinetic friction coefficient`		`Velocity-dependent kinetic friction coefficient`		`Temperature-dependent friction coefficients`	`Temperature and velocity-dependent friction coefficients`
	-		-		Открывает: Консервационный порт T Параметры теплового порта	Открывает: Консервационный порт T Параметры теплового порта
	-		Вектор относительной скорости			Вектор относительной скорости
	-		-		Температурный вектор	Температурный вектор
	Коэффициент статического трения		Вектор коэффициента статического трения		Вектор коэффициента статического трения	Матрица коэффициента статического трения
	Коэффициент кинетического трения		Вектор коэффициента кинетического трения		Вектор коэффициента кинетического трения	Матрица коэффициента кинетического трения
	-		Метод интерполяции коэффициента трения		Метод интерполяции коэффициента трения	Метод интерполяции коэффициента трения
	-		Метод экстраполяции коэффициента трения		Метод экстраполяции коэффициента трения	Экстраполяция коэффициента трения
	Допуск скорости		Допуск скорости		Допуск скорости	Допуск скорости
	Пороговое усилие		Пороговое усилие		Пороговое усилие	Пороговое усилие
Собачья кладка	Модель передачи крутящего момента		Модель передачи крутящего момента		-	-
	`Friction clutch approximation - Suitable for HIL and linearization`	`Dynamic with backlash`	`Friction clutch approximation - Suitable for HIL and linearization`	`Dynamic with backlash`	-	-
	-	-	-	-	Температурный вектор	Температурный вектор
	Максимальный передаваемый крутящий момент	-	Максимальный передаваемый крутящий момент	-	Вектор максимального передаваемого крутящего момента	Вектор максимального передаваемого крутящего момента
	-	-	-	-	Метод интерполяции	Метод интерполяции
	-	-	-	-	Метод экстраполяции	Метод экстраполяции
	Средний радиус зубьев сцепления	Средний радиус зубьев сцепления	Средний радиус зубьев сцепления	Средний радиус зубьев сцепления	Средний радиус зубьев сцепления	Средний радиус зубьев сцепления
	-	Количество зубьев	-	Количество зубьев
		Вращательный люфт		Вращательный люфт
	-	Жесткость на кручение	-	Жесткость на кручение
	-	Торсионное демпфирование	-	Торсионное демпфирование
	-	Коэффициент трения между зубами	-	Коэффициент трения между зубами
Начальные условия	Начальное состояние	Начальное состояние	Начальное состояние	Начальное состояние	Начальное состояние	Начальное состояние
	Исходное положение переключения сцепления собачьей муфты	Исходное положение переключения сцепления собачьей муфты	Исходное положение переключения сцепления собачьей муфты	Исходное положение переключения сцепления собачьей муфты	Исходное положение переключения сцепления собачьей муфты	Исходное положение переключения сцепления собачьей муфты
	Исходное положение звена сцепления конической муфты	Исходное положение звена сцепления конической муфты	Исходное положение звена сцепления конической муфты	Исходное положение звена сцепления конической муфты	Исходное положение звена сцепления конической муфты	Исходное положение звена сцепления конической муфты
	-	Начальный угол смещения кольца-ступицы сцепления	-	Начальный угол смещения кольца-ступицы сцепления	-	-
Тепловой порт	-	-	-	-	Тепловая масса	Тепловая масса
Тепловой порт	-	-	-	-	Начальная температура	Начальная температура

Коническая муфта

`Contact surface maximum diameter` - Наружный диаметр
`150` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

Наружный конический диаметр _do.

`Contact surface minimum diameter` - Внутренний диаметр
`100` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

Внутренний конический диаметр _ди.

`Cone half angle` - Угол половины конуса
`12` `deg` (по умолчанию) | положительный скаляр

Половинный угол открытия α геометрии конуса.

`Friction model` - Модель трения
`Fixed kinetic friction coefficient` (по умолчанию) | `Velocity-dependent kinetic friction coefficient` | `Temperature-dependent friction coefficients` | `Temperature and velocity-dependent friction coefficients`

Метод параметризации для моделирования коэффициента кинетического трения. Опции и значения по умолчанию для этого параметра зависят от модели трения, выбранной для блока. Возможны следующие варианты:

Fixed kinetic friction coefficient - указать фиксированное значение коэффициента кинетического трения.
Velocity-dependent kinetic friction coefficient - Определить коэффициент кинетического трения путем одномерного просмотра таблицы на основе относительной угловой скорости между дисками.
Temperature-dependent friction coefficients - Определить коэффициент кинетического трения путем просмотра таблицы на основе температуры.
Temperature and velocity-dependent friction coefficients - Определение коэффициента кинетического трения путем просмотра таблицы на основе температуры и относительной угловой скорости между дисками.

Зависимости

Настройка модели трения влияет на видимость других параметров, настроек и портов.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Relative velocity vector` - Относительная скорость
`[0, 100, 1000]` `rad/s` (по умолчанию) | вектор

Входные значения относительной скорости в виде вектора. Значения в векторе должны увеличиваться слева направо. Минимальное количество значений зависит от выбранного метода интерполяции. Для линейной интерполяции укажите не менее двух значений на размер. Для гладкой интерполяции укажите не менее трех значений для каждого размера.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра модели трения задано значение Velocity-dependent kinetic friction coefficient или Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

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

Входные значения температуры в виде вектора. Минимальное количество значений зависит от выбранного метода интерполяции. Для линейной интерполяции укажите не менее двух значений на размер. Для гладкой интерполяции укажите не менее трех значений для каждого размера. Значения в векторе должны увеличиваться слева направо.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра модели трения задано значение Temperature-dependent friction coefficients или Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Static friction coefficient` - Коэффициент статического трения
`0.35` (по умолчанию) | скаляр

Статическое или пиковое значение коэффициента трения. Коэффициент статического трения должен быть больше коэффициента кинетического трения.

Зависимости

этот параметр виден, только если для параметра модели трения установлено значение Fixed kinetic friction coefficient или Velocity-dependent kinetic friction coefficient.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Static friction coefficient vector` - Коэффициент статического трения
`[.4, .38, .36]` (по умолчанию) | вектор

Статические или пиковые значения коэффициента трения как вектора. Вектор должен иметь то же количество элементов, что и вектор температуры. Каждое значение должно быть больше значения соответствующего элемента в векторе коэффициента кинетического трения.

Зависимости

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Kinetic friction coefficient` - Коэффициент кинетического трения
`0.3` (по умолчанию) | позиционный скаляр

Кинетический коэффициент трения Кулона. Коэффициент должен быть больше нуля.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра модели трения задано значение Fixed kinetic friction coefficient.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Kinetic friction coefficient vector` - Коэффициент кинетического трения
`[.3, .22, .19]` (по умолчанию) | `[.3, .28, .25]` | вектор

Выходные значения коэффициента кинетического трения в виде вектора. Все значения должны быть больше нуля.

Если для параметра Модель трения (Friction model) задано значение

Velocity-dependent kinetic friction coefficient - Вектор должен иметь то же количество элементов, что и вектор относительной скорости.
Temperature-dependent friction coefficients - Вектор должен иметь то же количество элементов, что и вектор температуры.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра модели трения задано значение Velocity-dependent kinetic friction coefficient или Temperature-dependent friction coefficients.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Kinetic friction coefficient matrix` - Коэффициент кинетического трения
`[.34, .32, .3; .3, .28, .25; .25, .2, .15]` (по умолчанию) | матрица

Выходные значения коэффициента кинетического трения в виде матрицы. Все значения должны быть больше нуля. Размер матрицы должен быть равен размеру матрицы, которая является результатом вектора температуры × вектора относительной скорости коэффициента кинетического трения.

Зависимости

Этот параметр отображается, только если для параметра модели трения задано значение Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Friction coefficient interpolation method` - Метод интерполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Smooth`

Метод интерполяции для аппроксимации выходного значения, когда входное значение находится между двумя последовательными точками сетки:

Linear - Выберите этот параметр, чтобы получить наилучшую производительность.
Smooth - выберите эту опцию, чтобы создать непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Дополнительные сведения о алгоритмах интерполяции см. на странице ссылок на блоки таблицы поиска PS (1D).

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если в настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Velocity-dependent kinetic friction coefficient, Temperature-dependent friction coefficients, или Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Friction coefficient extrapolation method` - Метод экстраполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Nearest` | `Error`

Метод экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение выходит за пределы диапазона, указанного в списке аргументов:

Linear - выберите эту опцию для создания кривой с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.
Nearest - выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не превышает самую высокую точку в данных или ниже самой низкой точки в данных.
Error - выберите эту опцию, чтобы избежать перехода в режим экстраполяции, если требуется, чтобы данные находились в пределах табличного диапазона. Если входной сигнал находится вне диапазона таблицы, моделирование останавливается и генерирует ошибку.

Дополнительные сведения о алгоритмах экстраполяции см. на странице ссылок на блоки таблицы поиска PS (1D).

Зависимости

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Velocity tolerance` - Порог блокировки относительной скорости
`0.001` `rad/s` (по умолчанию) | скаляр

Относительная скорость, ниже которой могут быть зафиксированы две поверхности. Поверхности блокируются, если крутящий момент меньше произведения эффективного радиуса, коэффициента статического трения и приложенной нормальной силы.

`Threshold force` - Порог нормальной контактной силы
`1` `N` (по умолчанию) | скаляр

Нормальная сила применяется только в том случае, если величина силы превышает значение параметра Пороговое усилие (Threshold force). Силы ниже порогового усилия не прикладываются, поэтому отсутствует передаваемый фрикционный крутящий момент.

Собачья кладка

Методы, доступные для параметризации передачи крутящего момента, зависят от того, зависит ли модель трения от температуры.

Модель трения определяется в настройках Конической муфты (Cone Clutch) настройкой параметра Модель трения (Friction model):

Fixed kinetic friction coefficient - Независимо от температуры
Velocity-dependent kinetic friction coefficient - Независимо от температуры
Temperature-dependent friction coefficients - Зависит от температуры
Temperature and velocity-dependent friction coefficients - Зависит от температуры

Для модели, не зависящей от температуры, параметризуйте блок с помощью одной из опций параметра «Модель передачи крутящего момента».

`Torque transmission model` - Модель передачи крутящего момента
`Friction clutch approximation — Suitable for HIL and linearization` (по умолчанию) | `Dynamic with backlash`

Вычислительная основа для моделирования динамического поведения собачьего сцепления:

Friction clutch approximation — Suitable for HIL and linearization - Моделирует сцепление муфты как явление трения между кольцом и ступицей. Эта модель, основанная на блоке Fundamental Friction Clutch, обеспечивает вычислительную эффективную аппроксимацию сцепления собачки.
Dynamic with backlash - Детальное моделирование зацепления муфты с учетом таких явлений, как люфт, скручивание и контактные усилия между зубьями кольца и ступицы.

Зависимости

На видимость связанных параметров в настройках Сцепление с собакой (Dog Clutch) и Начальные условия (Initial Conditions) влияет опция, выбранная для этого параметра.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

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

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если в настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Temperature-dependent friction coefficients или Temperature and velocity-dependent friction coefficients.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Maximum transmitted torque` - Максимальный передаваемый крутящий момент
`1000` `N*m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Наибольший крутящий момент, который может передавать муфта, что соответствует конфигурации без скольжения. Если крутящий момент, передаваемый между кольцом и ступицей, превышает это значение, два компонента начинают скользить относительно друг друга. Этот крутящий момент определяет предел статического трения в приближении фрикционной муфты

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если в настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Fixed kinetic friction coefficient или Velocity-dependent kinetic friction coefficient и в настройках Dog Clutch для параметра Torque transmission model установлено значение Friction clutch approximation - Suitable for HIL and linearization.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Maximum transmitted torque vector` - Максимальный передаваемый крутящий момент
`[1000, 1050, 1000]` `N*m` (по умолчанию) | вектор

Наибольший крутящий момент, который может передать муфта, соответствующий конфигурации без скольжения, заданной как вектор. Если крутящий момент, передаваемый между кольцом и ступицей, превышает это значение, два компонента начинают скользить относительно друг друга. Этот крутящий момент определяет предел статического трения в приближении фрикционной муфты. Вектор имеет то же количество элементов, что и вектор температуры.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если в настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Temperature-dependent kinetic friction coefficient или Temperature and velocity-dependent kinetic friction coefficient.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Interpolation method` - Метод интерполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Smooth`

Linear - Выберите этот параметр, чтобы получить наилучшую производительность.
Smooth - выберите эту опцию, чтобы создать непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Дополнительные сведения о алгоритмах интерполяции см. на странице ссылок на блоки таблицы поиска PS (1D).

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если в настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Temperature-dependent kinetic friction coefficient или Temperature and velocity-dependent kinetic friction coefficient.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Extrapolation method` - Метод экстраполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Nearest` | `Error`

Linear - выберите эту опцию для создания кривой с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.
Nearest - выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не превышает самую высокую точку в данных или ниже самой низкой точки в данных.
Error - выберите эту опцию, чтобы избежать перехода в режим экстраполяции, если требуется, чтобы данные находились в пределах табличного диапазона. Если входной сигнал находится вне диапазона таблицы, моделирование останавливается и генерирует ошибку.

Дополнительные сведения о алгоритмах экстраполяции см. на странице ссылок на блоки таблицы поиска PS (1D).

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если в настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Temperature-dependent kinetic friction coefficient или Temperature and velocity-dependent kinetic friction coefficient.

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Clutch teeth mean radius` - Средний радиус зубьев муфты
`50` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

Расстояние от центра кольца или ступицы до соответствующего центра зуба. Средний радиус зубьев определяет нормальные контактные силы между зубьями кольца и ступицы, учитывая момент передачи между двумя компонентами. Значение должно быть больше нуля.

`Number of teeth` - Количество зубьев кольца или ступицы
`6` (по умолчанию) | положительное ненулевое скалярное целое

Общее количество зубьев в кольце или ступице. Два компонента имеют одинаковые числа зубьев. Значение должно быть больше или равно единице.

Зависимости

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Rotational backlash` - Вращательный люфт
`10` `deg` (по умолчанию) | положительный скаляр

Допустимое угловое движение или люфт между зубьями кольца и ступицы в конфигурации сцепления. Значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Torsional stiffness` - Жесткость на кручение
`10e6` `N*m/rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

Линейный коэффициент крутильной жесткости на контактной поверхности между зубьями кольца и ступицы. Этот коэффициент характеризует восстанавливающую составляющую контактного усилия между двумя наборами зубьев. Большие значения жесткости соответствуют большим контактным силам. Значение должно быть больше нуля. Значение по умолчанию: 10e6 N*m/rad.

Зависимости

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Torsional damping` - Крутильное демпфирование
`100` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент линейного крутильного демпфирования на контактной поверхности между зубьями кольца и ступицы. Этот коэффициент характеризует диссипативную составляющую контактной силы между двумя наборами зубьев. Большие величины демпфирования соответствуют большему рассеянию энергии при контакте. Значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

`Tooth-tooth friction coefficient` - Коэффициент кинетического трения зубного контакта
`0.05` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент кинетического трения на контактной границе между зубьями кольца и ступицы. Этот коэффициент характеризует рассеивающую силу, которая противодействует смещающему движению связи из-за контакта зуба с зубом во время зацепления/расцепления муфты.

Большие значения коэффициентов соответствуют большему рассеянию энергии при движении звена сдвига. Значение должно быть больше нуля.

Зависимости

Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

Стопор

`Peak force` - Пиковое усилие сдвига
`500` `N` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Пиковая сила сдвига фиксатора.

`Notch width` - Ширина выреза
`3` `mm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Ширина области, где фиксатор проявляет силу сдвига.

`Viscous friction coefficient` - Коэффициент вязкого трения
`0.1` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Коэффициент вязкого трения на контактной поверхности фиксатора. Значение должно быть больше или равно нулю.

`Friction to peak force ratio` - Отношение силы трения к пиковой силе
`0.01` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Отношение кинетического трения к пиковой силе сдвига фиксатора. Параметр используется для установки значения кинетического трения. Параметр должен быть больше или равен нулю.

`Friction velocity threshold` - Порог скорости кинетического трения
`0.05` `m/s` (по умолчанию)

Скорость, необходимая для максимального кинетического трения на контактной поверхности фиксатора. Параметр гарантирует непрерывность усилия при изменении направления движения, повышая численную устойчивость моделирования. Параметр должен быть больше нуля. Значение по умолчанию: 0.05 m/s.

Связь сдвига

`Shift linkage travel direction` - Направление движения условия зацепления
`Positive shift linkage displacement engages clutch` (по умолчанию) | `Negative shift linkage displacement engages clutch`

В направлении перемещения рычажка переключения передач должна входить в зацепление с муфтой. Выбор включает в себя положительные и отрицательные смещения.

`Maximum engagement speed` - Верхний порог скорости зацепления
`inf` (по умолчанию) | положительный скаляр

Относительная угловая скорость между кольцом и ступицей, выше которой муфта не может зацепляться. Значение зависит от конкретной коробки передач или трансмиссии. Минимизация значения помогает избежать высоких динамических воздействий во время зацепления. Значение должно быть больше нуля.

`Tooth overlap to engage` - Порог зацепления при перекрытии зубьев
`3` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

Длина перекрытия между зубьями кольца и ступицы вдоль общей продольной оси, над которой может зацепляться муфта. Муфта остается в нерабочем состоянии до тех пор, пока зубец не перекрывается, по меньшей мере, на эту длину. Значение должно быть больше нуля.

`Tooth height` - Высота зуба
`10` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

Расстояние между основанием и гребнем зуба. Зубья кольца и ступицы имеют одинаковую высоту. Высота зуба и зазор между кольцом и ступицей при полном расцеплении определяют максимальный диапазон перемещения переключающего звена. Значение должно быть больше нуля.

`Ring-hub clearance when disengaged` - Зазор между кольцом и ступицей при отключении
`3` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

Максимальный открытый зазор между гребнями зубьев кольца и ступицы вдоль оси перемещения передаточного звена. Этот зазор соответствует полностью отключенному состоянию сцепления. Высота зуба и зазор между кольцом и ступицей при полном расцеплении определяют максимальный диапазон перемещения переключающего звена. Значение должно быть больше нуля.

`Hard stop at back of shift linkage` - Модель жесткой остановки
`On` (по умолчанию) | `Off`

Жесткая остановка, препятствующая выходу звена переключения передач за пределы полностью расцепленного положения:

On - Жесткая остановка при полном расцеплении.
Off - Нет жесткой остановки при полном расцеплении.

`Dog clutch ring stop stiffness` - Жесткость упора кольца сцепления собачьего
`10e5` `N/m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Жесткость жестких упоров по обе стороны кольца сцепления собаки. Модель предполагает, что кольцо и стопоры ведут себя упруго. Контактная деформация пропорциональна приложенной силе и возвратно-поступательному воздействию контактной жесткости. Значение жесткости должно быть задано со ссылкой на параметр Перекрытие зуба для зацепления. Слишком низкая жесткость может привести к тому, что деформация превысит требуемое перекрытие и приведет к ложному зацеплению. Параметр должен быть больше нуля.

`Cone clutch ring stop stiffness` - Жесткость упора кольца конической муфты
`10e5` `N/m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Жесткость жестких упоров с обеих сторон кольца конического сцепления. Модель предполагает, что кольцо и стопоры ведут себя упруго. Контактная деформация пропорциональна приложенной силе и возвратно-поступательному воздействию контактной жесткости.

`Dog clutch ring stop damping` - Демпфирование кольца сцепления собачьего
`1e3` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Затухание поступательного контакта между кольцом сцепления собачки и ступицей. Величина демпфирования обратно пропорциональна числу колебаний, возникающих после удара. Параметр должен быть больше нуля.

`Cone clutch ring stop damping` - Демпфирование упора кольца конической муфты
`1e3` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Затухание поступательного контакта между кольцом конической муфты и ступицей. Величина демпфирования обратно пропорциональна числу колебаний, возникающих после удара. Параметр должен быть больше нуля.

`Shift linkage viscous friction coefficient` - Коэффициент вязкого трения связи сдвига
`100` `N/(m/s)` (по умолчанию) | положительный скаляр

Коэффициент вязкого трения для относительного поступательного движения между ступицей и кольцом. Значение параметра зависит от состояния смазки и качества контактирующих поверхностей. Коэффициент должен быть больше или равен нулю.

Начальные условия

`Initial state` - Исходное состояние сцепления
`All clutches unlocked` (по умолчанию) | `Cone clutch locked` | `All clutches locked`

Начальная конфигурация конических и собачьих сцеплений:

All clutches unlocked - Конические и собачьи муфты передают нулевой крутящий момент между кольцевым и ступичным валами.
Cone clutch locked - Коническая муфта передает крутящий момент между валами кольца и ступицы.
All clutches locked - Конические и собачьи муфты передают крутящий момент между кольцевым и ступичным валами.

`Dog clutch initial shift linkage position` - Исходное положение переключения сцепления собачьей муфты
`0` `mm` (по умолчанию) | скаляр

Исходное положение секции переключения передач, которая крепится к муфте собачьей. Значение параметра имеет следующие ограничения:

Направление перемещения соединения	Состояние сцепления собак	Ограничение параметров
`Positive shift linkage displacement engages clutch`	Первоначально задействован	Параметр должен быть больше суммы параметров Зазор между кольцом и ступицей при расцеплении собачьей муфты и перекрытии зуба для зацепления
`Positive shift linkage displacement engages clutch`	Первоначально отключен	Параметр должен быть меньше суммы параметров Зазор кольца-ступицы, когда муфта собачки выведена из зацепления и зуб перекрывается для зацепления
`Negative shift linkage displacement engages clutch`	Первоначально задействован	Отрицательное значение параметра должно быть больше суммы параметров Зазор кольца-ступицы при отключении сцепления собачки и перекрытии зуба для зацепления
`Negative shift linkage displacement engages clutch`	Первоначально отключен	Отрицательное значение параметра должно быть меньше суммы параметров Зазор кольца-ступицы при отключении сцепления собачки и перекрытии зуба для зацепления

`Cone clutch initial shift linkage position` - Исходное положение переключения сцепления конической муфты
`0` `mm` (по умолчанию) | скаляр

Исходное положение секции переключения передач, которая крепится к конической муфте. Значение параметра имеет следующие ограничения:

Направление перемещения соединения	Состояние сцепления собак	Ограничение параметров
`Positive shift linkage displacement engages clutch`	Первоначально задействован	Параметр должен быть больше значения зазора Кольцо-ступица при расцеплении конической муфты
`Positive shift linkage displacement engages clutch`	Первоначально отключен	Параметр должен быть меньше значения зазора Кольцо-ступица при расцеплении конической муфты
`Negative shift linkage displacement engages clutch`	Первоначально задействован	Отрицательное значение параметра должно быть больше значения зазора Кольцевая ступица при расцеплении конуса собачки
`Negative shift linkage displacement engages clutch`	Первоначально отключен	Отрицательное значение параметра должно быть меньше значения зазора Кольцевая ступица при расцеплении конуса собачки

`Initial dog clutch ring-hub offset angle` - Начальный угол смещения кольца-ступицы собачьей муфты
`0` `deg` (по умолчанию) | скаляр

Угол поворота между кольцом и ступицей в нулевое время моделирования. Этот угол определяет, могут ли зубья кольца и ступицы блокироваться, и, следовательно, может ли муфта зацепляться. Начальный угол смещения должен удовлетворять следующим условиям:

Если исходное состояние муфты выведено из зацепления, начальный угол смещения должен быть в диапазоне

$\frac{^{}}{}_{} \frac{^{}}{−180°N≤ϕ0≤+180°N},$
где N - количество зубьев, присутствующих в кольце или ступице. Два компонента содержат одинаковое количество зубов.
Если исходное состояние муфты включено, начальный угол смещения должен быть в диапазоне

$\frac{}{}_{} \frac{}{} -δ2\leqϕ0\leq+δ2,$
где δ - угол зазора между зубьями кольца и ступицы.

Зависимости

Этот параметр отображается только при выполнении обоих условий:

В настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) установлено значение Fixed kinetic friction coefficient или Velocity-dependent kinetic friction coefficient.
В настройках Dog Clutch для модели передачи крутящего момента установлено значение Dynamic with backlash.

Тепловой порт

Настройки теплового порта (Thermal Port) видны только в том случае, если в настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Temperature-dependent friction coefficients или Temperature and velocity-dependent friction coefficients. Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

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

Тепловая энергия, необходимая для изменения температуры компонента на один градус. Чем больше тепловая масса, тем больше устойчивость компонента к изменению температуры.

Зависимости

Этот параметр отображается только в том случае, если в настройках конического сцепления для параметра Модель трения (Friction model) задано значение Temperature-dependent friction coefficients или Temperature and velocity-dependent friction coefficients. Дополнительные сведения см. в разделе Зависимости параметров блока синхронизатора.

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

Температура компонента в начале моделирования. Начальная температура изменяет эффективность компонента в соответствии с заданным вектором эффективности, влияя на начальную сетку или потери на трение.

Зависимости

Подробнее

развернуть все

Линеаризация

Чтобы оптимизировать модель для линеаризации, используйте параметр по умолчанию Dog Clutch > Torque transmission model, Friction clutch approximation - Suitable for HIL and linearization.

Аппаратное моделирование в контуре

Для обеспечения оптимальной производительности моделирования используйте параметр по умолчанию Dog Clutch > Torque transmission model, Friction clutch approximation - Suitable for HIL and linearization.

Расширенные возможности

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

См. также

Коническая муфта | Собачья кладка | Двусторонний синхронизатор | Поступательная разрядка

Темы

Представлен в R2012b

Документация

Синхронизатор

Описание

Тепловое моделирование

Допущения и ограничения

Порты

Продукция

X1 - Перевод сцепления собак физический сигнал

X2 - Перемещение конической муфты физический сигнал

Сохранение

H - Ступица сцепления механическое вращение

R - Кольцо сцепления механическое вращение

S - Сменная связь механическое вращение

T - Тепловой поток тепловой

Зависимости

Параметры

Коническая муфта

Contact surface maximum diameter - Наружный диаметр 150 mm (по умолчанию) | положительный скаляр

Contact surface minimum diameter - Внутренний диаметр 100 mm (по умолчанию) | положительный скаляр

Cone half angle - Угол половины конуса 12 deg (по умолчанию) | положительный скаляр

Friction model - Модель трения Fixed kinetic friction coefficient (по умолчанию) | Velocity-dependent kinetic friction coefficient | Temperature-dependent friction coefficients | Temperature and velocity-dependent friction coefficients

Зависимости

Relative velocity vector - Относительная скорость [0, 100, 1000] rad/s (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Temperature vector - Температура [280, 300, 320] K (по умолчанию) | увеличение вектора

Зависимости

Static friction coefficient - Коэффициент статического трения 0.35 (по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Static friction coefficient vector - Коэффициент статического трения [.4, .38, .36] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Kinetic friction coefficient - Коэффициент кинетического трения 0.3 (по умолчанию) | позиционный скаляр

Зависимости

Kinetic friction coefficient vector - Коэффициент кинетического трения [.3, .22, .19] (по умолчанию) | [.3, .28, .25] | вектор

Зависимости

Kinetic friction coefficient matrix - Коэффициент кинетического трения [.34, .32, .3; .3, .28, .25; .25, .2, .15] (по умолчанию) | матрица

Зависимости

Friction coefficient interpolation method - Метод интерполяции Linear (по умолчанию) | Smooth

Зависимости

Friction coefficient extrapolation method - Метод экстраполяции Linear (по умолчанию) | Nearest | Error

Зависимости

Velocity tolerance - Порог блокировки относительной скорости 0.001 rad/s (по умолчанию) | скаляр

Threshold force - Порог нормальной контактной силы 1 N (по умолчанию) | скаляр

Собачья кладка

Torque transmission model - Модель передачи крутящего момента Friction clutch approximation — Suitable for HIL and linearization (по умолчанию) | Dynamic with backlash

Зависимости

Temperature vector - Температура [280, 300, 320] K (по умолчанию) | увеличение вектора

Зависимости

Maximum transmitted torque - Максимальный передаваемый крутящий момент 1000 N*m (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Maximum transmitted torque vector - Максимальный передаваемый крутящий момент [1000, 1050, 1000] N*m (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Interpolation method - Метод интерполяции Linear (по умолчанию) | Smooth

Зависимости

Extrapolation method - Метод экстраполяции Linear (по умолчанию) | Nearest | Error

Зависимости

Clutch teeth mean radius - Средний радиус зубьев муфты 50 mm (по умолчанию) | положительный скаляр

Number of teeth - Количество зубьев кольца или ступицы 6 (по умолчанию) | положительное ненулевое скалярное целое

Зависимости

Rotational backlash - Вращательный люфт 10 deg (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Torsional stiffness - Жесткость на кручение 10e6 N*m/rad (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Torsional damping - Крутильное демпфирование 100 N*m/(rad/s) (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Tooth-tooth friction coefficient - Коэффициент кинетического трения зубного контакта 0.05 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Стопор

Peak force - Пиковое усилие сдвига 500 N (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Notch width - Ширина выреза 3 mm (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Viscous friction coefficient - Коэффициент вязкого трения 0.1 N/(m/s) (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Friction to peak force ratio - Отношение силы трения к пиковой силе 0.01 (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

Friction velocity threshold - Порог скорости кинетического трения 0.05 m/s (по умолчанию)

Связь сдвига

Shift linkage travel direction - Направление движения условия зацепления Positive shift linkage displacement engages clutch (по умолчанию) | Negative shift linkage displacement engages clutch

Maximum engagement speed - Верхний порог скорости зацепления inf (по умолчанию) | положительный скаляр

Tooth overlap to engage - Порог зацепления при перекрытии зубьев 3 mm (по умолчанию) | положительный скаляр

Tooth height - Высота зуба 10 mm (по умолчанию) | положительный скаляр

Ring-hub clearance when disengaged - Зазор между кольцом и ступицей при отключении 3 mm (по умолчанию) | положительный скаляр

Hard stop at back of shift linkage - Модель жесткой остановки On (по умолчанию) | Off

Dog clutch ring stop stiffness - Жесткость упора кольца сцепления собачьего 10e5 N/m (по умолчанию) | положительный скаляр

`X1` - Перевод сцепления собак
физический сигнал

`X2` - Перемещение конической муфты
физический сигнал

`H` - Ступица сцепления
механическое вращение

`R` - Кольцо сцепления
механическое вращение

`S` - Сменная связь
механическое вращение

`T` - Тепловой поток
тепловой

`Contact surface maximum diameter` - Наружный диаметр
`150` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Contact surface minimum diameter` - Внутренний диаметр
`100` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Cone half angle` - Угол половины конуса
`12` `deg` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Friction model` - Модель трения
`Fixed kinetic friction coefficient` (по умолчанию) | `Velocity-dependent kinetic friction coefficient` | `Temperature-dependent friction coefficients` | `Temperature and velocity-dependent friction coefficients`

`Relative velocity vector` - Относительная скорость
`[0, 100, 1000]` `rad/s` (по умолчанию) | вектор

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

`Static friction coefficient` - Коэффициент статического трения
`0.35` (по умолчанию) | скаляр

`Static friction coefficient vector` - Коэффициент статического трения
`[.4, .38, .36]` (по умолчанию) | вектор

`Kinetic friction coefficient` - Коэффициент кинетического трения
`0.3` (по умолчанию) | позиционный скаляр

`Kinetic friction coefficient vector` - Коэффициент кинетического трения
`[.3, .22, .19]` (по умолчанию) | `[.3, .28, .25]` | вектор

`Kinetic friction coefficient matrix` - Коэффициент кинетического трения
`[.34, .32, .3; .3, .28, .25; .25, .2, .15]` (по умолчанию) | матрица

`Friction coefficient interpolation method` - Метод интерполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Smooth`

`Friction coefficient extrapolation method` - Метод экстраполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Nearest` | `Error`

`Velocity tolerance` - Порог блокировки относительной скорости
`0.001` `rad/s` (по умолчанию) | скаляр

`Threshold force` - Порог нормальной контактной силы
`1` `N` (по умолчанию) | скаляр

`Torque transmission model` - Модель передачи крутящего момента
`Friction clutch approximation — Suitable for HIL and linearization` (по умолчанию) | `Dynamic with backlash`

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

`Maximum transmitted torque` - Максимальный передаваемый крутящий момент
`1000` `N*m` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Maximum transmitted torque vector` - Максимальный передаваемый крутящий момент
`[1000, 1050, 1000]` `N*m` (по умолчанию) | вектор

`Interpolation method` - Метод интерполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Smooth`

`Extrapolation method` - Метод экстраполяции
`Linear` (по умолчанию) | `Nearest` | `Error`

`Clutch teeth mean radius` - Средний радиус зубьев муфты
`50` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Number of teeth` - Количество зубьев кольца или ступицы
`6` (по умолчанию) | положительное ненулевое скалярное целое

`Rotational backlash` - Вращательный люфт
`10` `deg` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Torsional stiffness` - Жесткость на кручение
`10e6` `N*m/rad` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Torsional damping` - Крутильное демпфирование
`100` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Tooth-tooth friction coefficient` - Коэффициент кинетического трения зубного контакта
`0.05` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Peak force` - Пиковое усилие сдвига
`500` `N` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Notch width` - Ширина выреза
`3` `mm` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Viscous friction coefficient` - Коэффициент вязкого трения
`0.1` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Friction to peak force ratio` - Отношение силы трения к пиковой силе
`0.01` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Friction velocity threshold` - Порог скорости кинетического трения
`0.05` `m/s` (по умолчанию)

`Shift linkage travel direction` - Направление движения условия зацепления
`Positive shift linkage displacement engages clutch` (по умолчанию) | `Negative shift linkage displacement engages clutch`

`Maximum engagement speed` - Верхний порог скорости зацепления
`inf` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Tooth overlap to engage` - Порог зацепления при перекрытии зубьев
`3` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Tooth height` - Высота зуба
`10` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Ring-hub clearance when disengaged` - Зазор между кольцом и ступицей при отключении
`3` `mm` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Hard stop at back of shift linkage` - Модель жесткой остановки
`On` (по умолчанию) | `Off`

`Dog clutch ring stop stiffness` - Жесткость упора кольца сцепления собачьего
`10e5` `N/m` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Cone clutch ring stop stiffness` - Жесткость упора кольца конической муфты
`10e5` `N/m` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Dog clutch ring stop damping` - Демпфирование кольца сцепления собачьего
`1e3` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Cone clutch ring stop damping` - Демпфирование упора кольца конической муфты
`1e3` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательный скаляр

`Shift linkage viscous friction coefficient` - Коэффициент вязкого трения связи сдвига
`100` `N/(m/s)` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Initial state` - Исходное состояние сцепления
`All clutches unlocked` (по умолчанию) | `Cone clutch locked` | `All clutches locked`

`Dog clutch initial shift linkage position` - Исходное положение переключения сцепления собачьей муфты
`0` `mm` (по умолчанию) | скаляр

`Cone clutch initial shift linkage position` - Исходное положение переключения сцепления конической муфты
`0` `mm` (по умолчанию) | скаляр

`Initial dog clutch ring-hub offset angle` - Начальный угол смещения кольца-ступицы собачьей муфты
`0` `deg` (по умолчанию) | скаляр

`Thermal mass` - Тепловая масса
`50` `kJ/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™