Belt Drive

Степень систему трансмиссии с натяжным ремнем, соединяющим два шкива

Библиотека:
Simscape/Driveline/Муфты и приводы

Описание

Блок Belt Drive представляет собой пару шкивов, соединенных гибким идеальным, плоским или V-образным ремнем. Идеальный ремень не скользит относительно поверхностей шкива.

Модель рассчитывает трение между гибким ремнем и периферией шкива. Если силы трения недостаточно для приведения в действие нагрузки, модель позволяет скользить. Зависимость между напряжениями в плотной и рыхлой ветвях соответствует уравнению Эйлера. Модель учитывает центробежную загрузку в гибком ремне, инерцию шкива и трение подшипника.

Belt Drive блок - структурный компонент на основе Simscape™ Driveline™ Belt Pulley блок и Simscape <reservedrangesplaceholder5> и Translational Damper блоки. Блоки Translational Spring и Translational Damper моделируют податливость ремня. Для уравнений, регулирующих динамику контакта между ремнем и шкивом, смотрите Belt Pulley блок. Рисунок показывает блок-схему для блока Belt Drive.

Уравнения

На схемах показаны строения привода с открытым и перекрестным ремнем. В строении открытого ремня оба шкива имеют тенденцию вращаться в одном и том же направлении, и больший шкив имеет больший угол переноса ремня. В строении поперечного ремня шкивы имеют тенденцию вращаться в противоположных направлениях и имеют одинаковый угол переноса.

Схемы ременного привода

В открытом строении угол переноса ремня вокруг каждого шкива задается выражениями:

$\begin{array}{l} θ_{A} = π + 2 * \sin^{- 1} \frac{R_{A} - R_{B}}{C}, \\ θ_{B} = π - 2 * \sin^{- 1} \frac{R_{A} - R_{B}}{C} \end{array}$

где:

_θA - угол переноса шкива А.
_θB - угол переноса шкива B.
_RA - эффективный радиус шкива А.
_RB - эффективный радиус шкива B.
C - расстояние между центрами шкивов A и B.

Схема показывает углы и параметры переноса открытой конфигурации.

В поперечном строении два угла переноса равны, и угол переноса ремня вокруг каждого шкива равен

$θ_{A} = θ_{B} = π + 2 * \sin^{- 1} \frac{R_{A} + R_{B}}{C}$

Схема показывает углы и параметры переноса замкнутой конфигурации.

Допущения и ограничения

Шкивы не перемещаются.
Коэффициент трения и порог скорости трения между ремнем и каждым из шкивов одинаковы.

Порты

Сохранение

расширить все

`A` - Валу шкива A скорость вращения
механический вращательный

Вращательный порт сопоставлен с валом шкива А.

`B` - скорость вращения вала шкива B
механический вращательный

Вращательный порт сопоставлен с валом шкива B.

Параметры

расширить все

Пояс

`Drive type` - строение ременного привода
`Open belt` (по умолчанию) | `Crossed belt`

Строение ременного привода. Для получения дополнительной информации см. Раздел «Схемы привода ремней»

`Belt type` - Модель ремня
`Ideal - No slip` (по умолчанию) | `Flat belt` | `V-belt`

Модель ремня:

Ideal - No slip - Моделируйте идеальный ремень, который не скользит относительно шкива.
Flat belt - Моделируйте ремень с прямоугольным поперечным сечением.
V-belt- Моделируйте ремень с V-образным поперечным сечением.

Зависимости

Этот параметр влияет на видимость связанных параметров ремня и настройки Contact.

`Compliance` - Модель податливости
`No compliance - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Specify stiffness and damping`

Модель податливости.

No compliance - Suitable for HIL simulation - Моделируйте несоответствующий ремень, который не дает упругости при воздействии силы. Чтобы расставить приоритеты эффективности, выберите эту модель.
Specify stiffness and damping - Моделируйте совместимый ремень, который эластично уступает при воздействии силы. Чтобы расставить приоритеты по точности, выберите эту модель.

Зависимости

Этот параметр видим, только если Belt type установлено на Ideal - No slip. Этот параметр влияет на видимость связанных параметров ремня.

`V-belt sheave angle` - Угол шкива
`30` `deg` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Угол шкива V-образного ремня.

Зависимости

Этот параметр видим, только когда Belt type установлено на V-belt.

`Number of V-belts` - Количество ремней
`1` (по умолчанию) | положительное скалярное целое число

Количество клиновидных ремней.

Нецелочисленные значения округлены до ближайшее целого числа. Увеличение количества лент увеличивает силу трения, эффективную массу на единицу длины и максимально допустимое натяжение.

Зависимости

Этот параметр видим, только когда Belt type установлено на V-belt.

`Centrifugal force` - Модель центробежной силы
`Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Model centrifugal force`

Модель центробежной силы. Если включено, центробежная сила достигает приблизительно 90 процентов от значения силы на каждом конце ленты.

Зависимости

Этот параметр видим, только если Belt type установлено на Flat belt или V-belt. Если для этого параметра задано значение Model centrifugal force, параметр Belt mass per unit length доступен.

`Belt mass per unit length` - Масса на единицу длины
`0.6` `kg/m` (по умолчанию) | скаляром

Вклад центробежной силы в виде линейной плотности, выраженной в виде массы на единицу длины.

Зависимости

Выбор Model centrifugal force для параметра Centrifugal force предоставляет этот параметр.

`Longitudinal stiffness` - Эффективная жесткость ремня
`1e4` `N/m` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Эффективная жесткость ремня.

Зависимости

Этот параметр не отображается, если Belt type установлено на Ideal - No slip и Compliance установлено на No compliance - Suitable for HIL simulation.

`Longitudinal damping` - Эффективное демпфирование ремня
`1e3` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Эффективное демпфирование ремня.

Зависимости

`Pre-tension` - Натяжение ремня покоя
`100` `N` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Натяжение ремня при восстановлении ремня и шкивов. Значение должно быть положительным.

Зависимости

`Maximum tension` - Модель порога натяжения
`No maximum tension` (по умолчанию) | `Specify maximum tension`

Модель порога натяжения. Если Specify maximum tension выбран, и натяжение ремня на любом конце ремня соответствует или превышает значение, заданное для Belt maximum tension, симуляция останавливается и генерирует ошибку утверждения.

Зависимости

Для всех трех типов ремней выберите Specify maximum tension отображает параметр Belt maximum tension.

`Belt maximum tension` - Максимальный порог натяжения
`1e5` `N` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальное допустимое натяжение для каждого ремня. Когда натяжение на любом конце ремня соответствует или превышает это значение, симуляция останавливается и генерирует ошибку утверждения.

Зависимости

Для всех трех типов ремня параметр Belt maximum tension видим только, когда параметр Maximum tension установлен в Specify maximum tension.

Шкив A

`Pulley radius` - Радиус шкива
`.15` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Радиус шкива.

`Bearing viscous friction coefficient` - Вязкое трение подшипника
`0` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | скаляром

Вязкое трение, связанное с подшипниками, которые удерживают ось шкива.

`Inertia` - Модель инерции вращения
`No inertia` (по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

Модель инерции вращения.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity отображает параметры Pulley inertia и Pulley initial velocity.

`Pulley inertia` - Инерция шкива
`0.01` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Инерция вращения шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Inertia предоставляет этот параметр.

`Pulley initial velocity` - Начальная скорость вращения шкива
`0` `rad/s` (по умолчанию) | скаляром

Начальная скорость вращения шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Inertia предоставляет этот параметр.

Шкив B

`Pulley radius` - Радиус шкива
`.30` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Радиус шкива.

`Bearing viscous friction coefficient` - Вязкое трение подшипника
`0.001` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | скаляром

Вязкое трение, связанное с подшипниками, которые удерживают ось шкива.

`Inertia` - Модель инерции вращения
`No inertia` (по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

Specify inertia and initial velocity- Моделировать инерцию вращения. Отображает параметры Pulley inertia и Pulley initial velocity.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity отображает параметры Pulley inertia и Pulley initial velocity.

`Pulley inertia` - Инерция шкива
`0.03` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Инерция вращения шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Inertia предоставляет этот параметр.

`Pulley initial velocity` - Начальная скорость вращения шкива
`0` `rad/s` (по умолчанию) | скаляром

Начальная скорость вращения шкива.

Зависимости

Выбор Specify inertia and initial velocity для параметра Inertia предоставляет этот параметр.

Контакты

`Contact friction coefficient` - Трение контакта
`0.5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент трения кулона между ремнем и поверхностью шкива. По умолчанию это 0.5.

`Wrap angle calculation` - Модель вычисления угла
`Specify pulley center separation` (по умолчанию) | `Specify wrap angles`

Вычисляет ли блок угол переноса ремня на шкивах с помощью радиусов шкива, разделения центра и типа привода, или углы переноса заданы непосредственно. Опции:

Specify pulley center separation - Блок вычисляет угол переноса ремня на шкивах с помощью радиусов шкива, центрального разделения и типа привода.
Отображает параметр Pulley center separation.
Specify wrap angles - Блок использует заданные углы обтекания.

Зависимости

Выбор Specify pulley center separation отображает параметр Pulley center separation.

Выбор Specify wrap angles отображает параметры Pulley A wrap angle и Pulley B wrap angle.

`Pulley center separation` - Расстояние разделения центра шкива
`0.5` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Расстояние между центрами шкивов.

Зависимости

Параметр Pulley center separation видим только, когда параметр Wrap angle calculation Specify pulley center separation.

`Pulley A wrap angle` - Угол переноса шкива
`145` `deg` (по умолчанию) | скаляром

Угол контакта ремня и шкива, прикрепленного к порту A.

Зависимости

Параметр Pulley A wrap angle видим только, когда параметр Wrap angle calculation Specify wrap angles.

`Pulley B wrap angle` - Угол переноса шкива
`215` `deg` (по умолчанию) | скаляром

Угол контакта ремня и шкива, прикрепленного к порту B.

Параметр Pulley B wrap angle видим только, когда параметр Wrap angle calculation Specify wrap angles.

`Velocity threshold` - Контактный порог
`0.001` `m/s` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Относительная скорость, необходимая для пикового кинетического трения в контакте. Порог скорости трения улучшает числовую стабильность симуляции, гарантируя, что сила непрерывна, когда направление скорости изменяется.

Подробнее о

расширить все

Цикл

Для оптимальной эффективности симуляции установите параметр Belt > Centrifugal force равным Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation.

Документация

Belt Drive

Описание

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

A - Валу шкива A скорость вращения механический вращательный

B - скорость вращения вала шкива B механический вращательный

Параметры

Пояс

Drive type - строение ременного привода Open belt (по умолчанию) | Crossed belt

Belt type - Модель ремня Ideal - No slip (по умолчанию) | Flat belt | V-belt

Зависимости

Compliance - Модель податливости No compliance - Suitable for HIL simulation (по умолчанию) | Specify stiffness and damping

Зависимости

V-belt sheave angle - Угол шкива 30 deg (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

Number of V-belts - Количество ремней 1 (по умолчанию) | положительное скалярное целое число

Зависимости

Centrifugal force - Модель центробежной силы Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation (по умолчанию) | Model centrifugal force

Зависимости

Belt mass per unit length - Масса на единицу длины 0.6 kg/m (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Longitudinal stiffness - Эффективная жесткость ремня 1e4 N/m (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

Longitudinal damping - Эффективное демпфирование ремня 1e3 N/(m/s) (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

Зависимости

Pre-tension - Натяжение ремня покоя 100 N (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Maximum tension - Модель порога натяжения No maximum tension (по умолчанию) | Specify maximum tension

Зависимости

Belt maximum tension - Максимальный порог натяжения 1e5 N (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Шкив A

Pulley radius - Радиус шкива .15 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Bearing viscous friction coefficient - Вязкое трение подшипника 0 N*m/(rad/s) (по умолчанию) | скаляром

Inertia - Модель инерции вращения No inertia (по умолчанию) | Specify inertia and initial velocity

Зависимости

Pulley inertia - Инерция шкива 0.01 kg*m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Pulley initial velocity - Начальная скорость вращения шкива 0 rad/s (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Шкив B

Pulley radius - Радиус шкива .30 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Bearing viscous friction coefficient - Вязкое трение подшипника 0.001 N*m/(rad/s) (по умолчанию) | скаляром

Inertia - Модель инерции вращения No inertia (по умолчанию) | Specify inertia and initial velocity

Зависимости

Pulley inertia - Инерция шкива 0.03 kg*m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Pulley initial velocity - Начальная скорость вращения шкива 0 rad/s (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Контакты

Contact friction coefficient - Трение контакта 0.5 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Wrap angle calculation - Модель вычисления угла Specify pulley center separation (по умолчанию) | Specify wrap angles

Зависимости

Pulley center separation - Расстояние разделения центра шкива 0.5 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Pulley A wrap angle - Угол переноса шкива 145 deg (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

Pulley B wrap angle - Угол переноса шкива 215 deg (по умолчанию) | скаляром

Velocity threshold - Контактный порог 0.001 m/s (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Подробнее о

Цикл

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Темы

Документация по Simscape Driveline

Поддержка

`A` - Валу шкива A скорость вращения
механический вращательный

`B` - скорость вращения вала шкива B
механический вращательный

`Drive type` - строение ременного привода
`Open belt` (по умолчанию) | `Crossed belt`

`Belt type` - Модель ремня
`Ideal - No slip` (по умолчанию) | `Flat belt` | `V-belt`

`Compliance` - Модель податливости
`No compliance - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Specify stiffness and damping`

`V-belt sheave angle` - Угол шкива
`30` `deg` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Number of V-belts` - Количество ремней
`1` (по умолчанию) | положительное скалярное целое число

`Centrifugal force` - Модель центробежной силы
`Do not model centrifugal force - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Model centrifugal force`

`Belt mass per unit length` - Масса на единицу длины
`0.6` `kg/m` (по умолчанию) | скаляром

`Longitudinal stiffness` - Эффективная жесткость ремня
`1e4` `N/m` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Longitudinal damping` - Эффективное демпфирование ремня
`1e3` `N/(m/s)` (по умолчанию) | неотрицательной скаляром

`Pre-tension` - Натяжение ремня покоя
`100` `N` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum tension` - Модель порога натяжения
`No maximum tension` (по умолчанию) | `Specify maximum tension`

`Belt maximum tension` - Максимальный порог натяжения
`1e5` `N` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pulley radius` - Радиус шкива
`.15` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Bearing viscous friction coefficient` - Вязкое трение подшипника
`0` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | скаляром

`Inertia` - Модель инерции вращения
`No inertia` (по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

`Pulley inertia` - Инерция шкива
`0.01` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pulley initial velocity` - Начальная скорость вращения шкива
`0` `rad/s` (по умолчанию) | скаляром

`Pulley radius` - Радиус шкива
`.30` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Bearing viscous friction coefficient` - Вязкое трение подшипника
`0.001` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | скаляром

`Inertia` - Модель инерции вращения
`No inertia` (по умолчанию) | `Specify inertia and initial velocity`

`Pulley inertia` - Инерция шкива
`0.03` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pulley initial velocity` - Начальная скорость вращения шкива
`0` `rad/s` (по умолчанию) | скаляром

`Contact friction coefficient` - Трение контакта
`0.5` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Wrap angle calculation` - Модель вычисления угла
`Specify pulley center separation` (по умолчанию) | `Specify wrap angles`

`Pulley center separation` - Расстояние разделения центра шкива
`0.5` `m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pulley A wrap angle` - Угол переноса шкива
`145` `deg` (по умолчанию) | скаляром

`Pulley B wrap angle` - Угол переноса шкива
`215` `deg` (по умолчанию) | скаляром

`Velocity threshold` - Контактный порог
`0.001` `m/s` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®