Червячная передача с регулируемым передаточным числом и потерями на трение
Simscape/трансмиссия/зубчатые колеса
Блок представляет вращательное зубчатое колесо, которое ограничивает два соединенных оси трансмиссии, червяк (W) и зубчатое колесо (G), для совместного вращения в заданном фиксированном соотношении. Можно выбрать, будет ли зубчатое колесо вращаться в положительном или отрицательном направлении. Поворот вправо - это положительное направление. Если червячная нить правая, startW и startG имеют одинаковый знак. Если червячная нить левосторонняя, startW и startG имеют противоположные знаки.
Можно смоделировать влияние теплового потока и изменения температуры, включив дополнительный тепловой порт. Чтобы включить порт, задайте для модели трения значение Temperature-dependent efficiency.
| RWG | Передаточное число |
| ωW | Угловая скорость червя |
| ωG | Угловая скорость передачи |
| α | Нормальный угол давления |
| λ | Угол червячного вывода |
| L | Червячный свинец |
| d | Диаметр шага червяка |
| τG | Момент передачи |
| τW | Крутящий момент на червяке |
| τloss | Потеря крутящего момента из-за трения соединения. Потери зависят от эффективности устройства и направления потока энергии. Чтобы избежать резкого изменения крутящего момента трения при λ G = 0, крутящий момент трения вводится через гиперболическую функцию. |
| τfr | Установившееся значение крутящего момента трения при λ G → ∞. |
| k | Коэффициент трения |
| ηWG | Эффективность передачи крутящего момента с червяка на шестерню |
| ηGW | Эффективность передачи крутящего момента от шестерни к червяку |
| pth | Порог мощности |
[мкВт мкг] | Вектор коэффициентов вязкого трения для червяка и шестерни |
Червячная передача накладывает одну кинематическую зависимость на две соединенные оси:
| startW = RWGgroupG. | (1) |
Две степени свободы сводятся к одной независимой степени свободы. Условное обозначение пары передающих передач (1,2) = (W, G).
Передача крутящего момента:
| RWG( W) - (G) - (loss) = 0, | (2) |
в идеальном случае, при δloss = 0.
В неидеальном случае, startloss ≠ 0. Общие сведения о моделировании неидеальных зубчатых колес см. в разделе Модель зубчатых колес с потерями.
В случае контактного трения/WG и/GW/определяются:
Геометрия резьбы червячной передачи, определяемая углом λ вывода и нормальным углом α давления.
Коэффициент поверхностного контактного трения k.
| λ WG = (cosα - k· tanλ )/( cosα + k/tanλ), | (3) |
| Λ GW = (cosα - k/tanλ )/( cosα + k· tanλ). | (4) |
В случае с постоянным трением, независимо от геометрических деталей, задаются значения, указанные в значениях, указанных в значениях.
γ GW имеет два различных режима, в зависимости от ведущего угла λ, разделенного точкой самоблокировки, в которой λ GW = 0 и cosα = k/tanλ.
В режиме капремонта, λ GW > 0, и сила, действующая на гайку, может поворачивать винт.
В режиме с автоблокировкой ηGW <0, и внешний крутящий момент должен быть применен к винту, чтобы выпустить иначе запертый механизм. Чем больше отрицательное значение, тем больший крутящий момент должен быть для освобождения механизма.
WG условно положительна.
КПД startсоединения между червяком и шестерней полностью активны, только если передаваемая мощность больше порога мощности.
Если мощность меньше порогового значения, фактическая эффективность автоматически нормализуется до единицы при нулевой скорости.
Можно задать для модели трения потерь сетки значение:
No meshing losses - suitable for HIL simulation.
Constant efficiency, которая является настройкой трения по умолчанию для версий блоков до R2020b.
Temperature-dependent efficiency, которая моделирует изменчивость эффективности базового вала, рассчитанную в Constant efficiency установка в соответствии с пользовательской таблицей поиска. Установка температурной зависимости позволяет использовать теплосберегающий порт H. Этот порт принимает тепловой поток в блок, который преобразуется в температуру блока в соответствии с тепловой массой зубчатого колеса.
Коэффициент вязкого трения мкВт регулирует крутящий момент вязкого трения, испытываемый червяком от смазанной, неидеальной резьбы зубчатой передачи и потерь вязкого подшипника. Момент вязкого трения на оси червячной трансмиссии составляет -мкВт· Вт. startW - угловая скорость червяка относительно его установки.
Коэффициент iG вязкого трения управляет крутящим моментом вязкого трения, испытываемым шестерней, главным образом из-за потерь вязкого подшипника. Крутящий момент вязкого трения на оси зубчатой передачи составляет -мкГλ G. λ G - угловая скорость зубчатого колеса относительно его установки.
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.