Описание

Блок шкива представляет собой зубчатое колесо с канавками, обернутое в шнур, устройство, которое часто используется для передачи крутящего момента и движения частично для того механического преимущества, которое оно может обеспечить. Шкив (или звездочка, если зубчатая) идеален: безмассовый и бесфрикционный, с нулевым проскальзыванием, допускаемым между его поверхностью и окружающим шнуром, сам идеализирован как натянутый и нерастяжимый. Использовать шкив отдельно или как часть составной системы шкивов, такой как блок и снаряд подъемника или синхронизирующий ремень двигателя автомобиля.

Шкив имеет одну локальную опорную рамку (порт R рамы) и две точки касания шнура (порты A и B ремня и кабеля). Опорная рамка расположена с началом координат в центре шкива и его осью Z вдоль оси вращения шкива. Точки касания шнура совпадают с местами, в которых шнур встречается или отделяется от шкива. Эти расположения могут изменяться во время моделирования. Ремень или кабель оборачивается вокруг шкива от порта А к порту В так, чтобы проследить дугу против часовой стрелки вокруг оси Z.

В замкнутой системе из двух шкивов, таких как ременной привод, соединения портов ремень-кабель определяют, пересекается или разомкнута геометрия шнура. Как показано на следующей схеме, в системе шкивов, в которой оси Z совмещены параллельно, если порт А одного соединяется с портом А другого, то шнур пересекается; если порт A одного порта подключается к порту B другого порта, то шнур разомкнут. Эффект тот же, если вместо переключения соединений портов одна из рам переворачивается так, что оси z шкивов противопараллельны.

Степени свободы шкива полностью зависят от соединений и ограничений (если таковые имеются), с которыми он соединяется. Прикрепление шкива к корпусу посредством поворотного соединения придает шкиву одну степень свободы вращения относительно корпуса; один из них может свободно вращаться относительно другого. Крепление шкива к другому шкиву посредством прямого соединения, жесткого преобразования или сварного соединения ограничивает два шкива таким образом, что если один вращается, то и другой должен быть таким же.

По умолчанию шнур может входить в шкив и выходить из него под углом к его центральной плоскости ( Этот угол может изменяться при моделировании - например, за счет поступательного перемещения шкива на призматическом соединении. Хотя точка контакта всегда находится в центральной плоскости шкива, шкив может перемещаться при установке на шарнире. Шнур также может быть ограничен для входа и выхода из шкива в его центральной плоскости. Применение этого ограничения зависит от настроек блока «Свойства ремня-кабеля».

Шкивы должны оставаться на расстояниях, которые сохраняют естественную длину шнура. Эта длина рассчитывается по первоначальным размещениям шкивов и фиксируется: шнур не может ни растягиваться, ни ослабевать при моделировании. Расчеты длины включают длины дуги шнура вокруг шкивов. Контакт между ними идеализируется как скользящий, при этом точка контакта на шнуре всегда движется с той же мгновенной скоростью, что и его аналог на шкиве.

Обратите внимание, что порты полки и ременного кабеля принадлежат различным многозвенным доменам. Как правило, порты подключаются только к аналогичным портам - порты полки к другим портам полки, порты ремень-кабель к другим портам ремень-кабель. Область «ремень-кабель» требует, чтобы каждая сеть или линии подключения «ремень-кабель» соединялись с одним (и не более одного) блоком «Свойства ремня-кабеля». Именно через этот блок конфигурируется визуализация шнура и вычисляется его длина (при обновлении диаграммы).

Визуализация шнура выполнена в виде линии шага. Шнур встречается и отделяется от шкива по касательной к его окружности. Дуга контакта между шнуром и шкивом называется дугой наклона. Линия шага шнура представляет собой сумму отрезков линии между различными шкивами и их соответствующими дугами шага. Отрезки между шкивами показаны прямолинейными, что согласуется с ограничением, заключающимся в том, что ослабление не допускается.

Объедините блок шкива с блоком катушек ремня-кабеля для извлечения из лебедки и возврата к ней дополнительных отрезков шнура. Примером применения является опускание и подъем крюкового блока башенного крана. Используйте блок «Конец ремня-кабеля» для определения конечной точки шнура. Конечная точка содержит раму для соединения с нагрузкой, приспособлением или другой частью модели с несколькими телами.