Динамическая коробка передач с регулируемым и управляемым передаточным числом, соответствием трансмиссии и потерями на трение
Simscape/Привод/Муфты и приводы
Блок передачи переменного отношения представляет собой коробку передач, которая динамически передает движение и крутящий момент между двумя соединенными осями карданного вала, основанием и толкателем.
Игнорируя динамику соответствия трансмиссии, приводные валы ограничены коротатом с изменяемым передаточным отношением, которым вы управляете. Можно выбрать, будет ли ось толкателя вращаться в том же направлении или в противоположном направлении, что и базовая ось. Если они вращаются в одном и том же направлении, startF и startB имеют один и тот же знак. Если они вращаются в противоположных направлениях, startF и startB имеют противоположные знаки.
Соответствие передачи обеспечивает внутреннюю временную задержку между движениями оси. Поэтому, в отличие от зубчатой передачи, передача с переменным отношением не действует как кинематическое ограничение. Вы также можете контролировать потери крутящего момента, вызванные трансмиссией и вязкими потерями. Дополнительные сведения о модели см. в разделе Модель передачи с переменным отношением.
В и F представляют собой поворотные консервирующие порты, представляющие соответственно основной и ведомый приводные валы.
Переменное передаточное отношение gFB (t) без единиц измерения задается как функция времени на входе физического сигнала в порту r. Если значение сигнала становится нулевым или отрицательным, моделирование прекращается с ошибкой.
Передача с переменным отношением является динамическим механизмом для передачи движения и крутящего момента между основанием и толкателем.
Если относительная податливость по осям отсутствует, блок эквивалентен зубчатой передаче с переменным отношением gFB (t). Такая передача накладывает зависящее от времени кинематическое ограничение на движения двух карданных валов:
startB = ± gFB (t)· startF, startF = ± gFB (t)· startB.
Однако передача с переменным отношением включает в себя соответствие между осями. Динамическое перемещение и передача крутящего момента заменяют кинематическое ограничение ненулевым, которое динамически реагирует через базовые параметры соответствия kp и kv:
dstart/dt = ± gFB (t)·
theB = -kpstart- kvdstart/dt,
±gFB (t) · τB + τF - τloss = 0.
δ loss = 0 в идеальном случае.
Можно оценить базовую угловую податливость kp по постоянной времени передачи tc и инерции J: kp = J (2δ/tc) 2.
Можно оценить соответствие базовой угловой скорости kv по постоянной времени передачи tc, инерции J и коэффициенту демпфирования C: kv = (2Ctc )/2δ = 2C√ (J/kp).
С неидеальной передачей крутящего момента, τloss ≠ 0. Потери в передаче переменного отношения моделируются аналогично тому, как потери моделируются в неидеальных передачах. Общие сведения о моделировании неидеальных зубчатых колес см. в разделе Модель зубчатых колес с потерями.
В неидеальной коробке передач угловая скорость и динамика соответствия неизменны. Передаваемый крутящий момент и мощность уменьшаются на:
Кулоновское трение (например, между ремнем и колесом, или внутренние потери ремня из-за растяжения), характеризующееся КПД start.
Вязкая связь карданных валов с подшипниками, параметризованная коэффициентами вязкого трения
tiloss = tiCoul· tanh (4ü out/startth) + мкБФ + мкФФ Ф, theCoul = | theF |· (1 - «»).
Когда угловая скорость изменяет знак, гиперболическая касательная регулирует изменение знака в крутящем моменте кулона.
| Поток питания | Состояние потери питания | Выходной карданный вал |
|---|---|---|
| Отправить | startBtheB > startFtheF | Толкатель, λ F |
| Перемена | startBtheB < startFtheF | Основание, В |
Потери на трение, представленные КПД, полностью прикладываются только в том случае, если абсолютное значение угловой скорости толкателя λ F больше порогового значения скорости λ th.
Если эта абсолютная скорость меньше λ th, то фактическая эффективность автоматически нормализуется в единицу при нулевой скорости.
В раскрывающемся списке выберите способ вращения выходного карданного вала относительно входного карданного вала. Значение по умолчанию: In same direction as input shaft.
Возвратно-поступательное угловое соответствие передачи kp, угловое смещение на единицу крутящего момента, измеренное в основании. Значение по умолчанию: 30000.
В раскрывающемся списке выберите единицы измерения. Значение по умолчанию - ньютон-метр/радиан (N*m/rad).
ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОЕ ДЕМПФИРОВАНИЕ УГЛОВОГО СООТВЕТСТВИЯ ПЕРЕДАЧИ КВ, УГЛОВАЯ СКОРОСТЬ НА ЕДИНИЦУ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА, ИЗМЕРенная Значение по умолчанию: 0.05.
В раскрывающемся списке выберите единицы измерения. Значение по умолчанию - ньютон-метр/( радиан/секунда) (N*m/(rad/s)).
Крутящий момент, приложенный к базовому карданному валу в начале моделирования (t = 0). Значение по умолчанию: 0.
В раскрывающемся списке выберите единицы измерения. По умолчанию используется ньютон-метр (N*m).
Выберите способ реализации потерь на трение от передачи неидеального крутящего момента. Значение по умолчанию: No losses.
No losses — Suitable for HIL simulation - Передача крутящего момента идеальна.
Constant efficiency - Передача крутящего момента через коробку передач уменьшена постоянной эффективностью η удовлетворение 0 <η ≤ 1. При выборе этой опции панель изменяется по умолчанию.
Вектор коэффициентов демпфирования вязкости [мкВ
мкФ], применяемый соответственно к приводным валам основания и толкателя. Значение по умолчанию: [ 0 0 ].
В раскрывающемся списке выберите единицы измерения. Значение по умолчанию - ньютон-метр/( радиан/секунда) (N*m/(rad/s)).
Для обеспечения оптимальной производительности моделирования используйте параметр по умолчанию Transmission Loss > Losts model, No losses - Suitable for HIL simulation.
