Ravigneaux Gear

Планетарная передача с двумя солнечными шестернями и двумя планетарными аппаратами

Библиотека:
Simscape/Трансмиссия/Передачи

Описание

Блок Ravigneaux Gear представляет планетарную передачу с train двойного солнца и планеты. Две солнечные передачи расположены по центру и разделены в продольном направлении вдоль общей оси вращения. Меньшая из этих передач входит в зацепление с внутренней планетной шестерней, которая, в свою очередь, входит в зацепление с внешней планетной шестерней. Внешняя планетарная шестерня, длина которой охватывает расстояние между двумя солнечными шестернями, входит в зацепление как с большой солнечной шестерней, так и с кольцевой шестерней.

Носитель удерживает планетарные зубчатые пары на месте в разных радиусах. Держатель, который жестко соединяется с валом, может вращаться как модуль относительно солнечной и кольцевой передач. Шарниры вращения, каждый из которых расположен между планетной передачей и держателем, позволяют шестерням вращаться вокруг своих отдельных продольных осей.

Относительные скорости вращения солнца, планеты и кольцевых передач следуют из кинематических ограничений между ними. Для получения дополнительной информации см. «Уравнения».

Блок моделирует механизм Ravigneaux как структурный компонент на основе Sun-Planet, Planet-Planet, и Ring-Planet блоки Simscape™ Driveline™. Рисунок показывает эквивалентный блок этого структурного компонента.

Чтобы увеличить точность модели передачи, можно задать такие свойства, как инерция передачи, потери сетки и вязкие потери. По умолчанию инерция передачи и вязкие потери приняты незначительными. Блок позволяет вам задать инерцию внутренних планетных передач. Чтобы смоделировать инерцию перевозчика, большого солнца, небольшое солнце и механизмы звонка, соединяют блоки Simscape <reservedrangesplaceholder4> с портами C, SL, SS, и R.

Тепловая модель

Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры, включив дополнительный тепловой порт. Чтобы включить порт, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

Уравнения

Идеальные ограничения передачи и передаточные числа

Блок Ravigneaux Gear накладывает четыре кинематических и четыре геометрических ограничения на четыре соединенные оси и два внутренних колеса (внутреннюю и внешнюю планетарные передачи):

$r_{C i} ω_{C} = r_{S S} ω_{S S} + r_{P i} ω_{P i}$

$r_{C i} = r_{S S} + r_{P i}$

$r_{C o} ω_{C} = r_{S L} ω_{S L} + r_{P o} ω_{P o}$

$r_{C o} = r_{S L} + r_{P o}$

$(r_{C o} - r_{C i}) ω_{C} = r_{P i} ω_{P i} + r_{P o} ω_{P o}$

$r_{C o} - r_{C i} = r_{P o} + r_{P i}$

$r_{R} ω_{R} = r_{C o} ω_{C} + r_{P o} ω_{P o}$

$r_{R} = r_{C o} + r_{P o}$

где:

_rCi - радиус внутренней несущей передачи.
_ωC - скорость вращения несущих передач.
_rSS - радиус малой солнечной передачи.
_ωSS - скорость вращения малой солнечной передачи.
_rPi - радиус внутренней планетной передачи.
_ωPi - скорость вращения внутренней планетной передачи.
_rCo - радиус внешней несущей передачи.
_rSL - радиус большой солнечной передачи.
_ωSL - скорость вращения большой солнечной передачи.
_rPo - радиус внешней планетной передачи.
_ωPo - скорость вращения внешней планетной передачи.
_ωR - скорость вращения кольцевой передачи.

Отношения кольцо-солнце:

$g_{R S S} = r_{R} / r_{S S} = N_{R} / N_{S S}$

$g_{R S L} = r_{R} / r_{S L} = N_{R} / N_{S L}$

где:

_gRSS - соотношение колец к малым солнечным передачам.
_NR - количество зубьев в кольцевой шестерне.
_NSS - количество зубьев в малой солнечной шестерне.
_gRSS - передаточное отношение «кольцо к большому солнцу».
_NSL - количество зубьев в большой солнечной передаче.

С точки зрения этих передаточных чисел основными кинематическими ограничениями являются:

$(g_{R S S} - 1) ω_{C} = g_{R S S} ω_{R} - ω_{S S}$

$(g_{R S L} - 1) ω_{C} = g_{R S L} ω_{R} - ω_{S L}$

Шесть степеней свободы сводятся к двум независимым степеням свободы. Зубчатые пары: (1,2) = (LS, P), (SS, P), (P, R) и (P, P).

Предупреждение

Передаточное _gRSS должно быть строго больше, чем передаточное _gRSL. Передаточное _gRSL должно быть строго больше единицы.

Передатчики крутящего момента:

$g_{R S S} τ_{S S} + τ_{R} - τ_{l o s s} (S S, R) = 0$

$g_{R S L} τ_{S L} + τ_{R} - τ_{l o s s} (S L, R) = 0$

где:

_τSS - передача крутящего момента для малой солнечной передачи.
_τR - передача крутящего момента для кольцевой передачи.
_τloss(SS,R) - потери передачи крутящего момента между малой солнечной передачей и кольцевой передачей.
_τSL - передача крутящего момента для большой солнечной передачи.
_τloss(SL,R) - потери передачи крутящего момента между большой солнечной шестерней и кольцевой шестерней.

В идеальном случае, когда нет потерь крутящего момента, _τloss = 0.

Неидеальные ограничения и потери передачи

В неидеальном случае _τloss ≠ 0. Для получения дополнительной информации см. «Моделирование передач с потерями».

Допущения и ограничения

Передачи приняты жесткими.
Трение Кулона замедляет симуляцию. Для получения дополнительной информации см. «Настройка точности модели».

Порты

Сохранение

расширить все

`C` - Планетарный редуктор
вращательный механический

Вращательный механический порт сопоставлен с держателем планетной передачи.

`R` - Кольцевая передача
вращательный механический

Вращательный механический порт сопоставлен с кольцевой шестерней.

`SL` - Большая солнечная передача
вращательный механический

Вращательный механический порт сопоставлен с большой солнечной шестерней.

`SS` - Малая солнечная передача
вращательный механический

Вращательный механический порт сопоставлен с малой солнечной шестерней.

`H` - Тепловой поток
тепловой

Тепловой порт сопоставлен с тепловым потоком. Тепловой поток влияет на эффективность степени путем изменения температур передачи.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

Параметры

расширить все

Главный

`Ring (R) to large sun (SL) teeth ratio (NR/NSL)` - Звонок к большой солнечной шестерне
`2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Отношение _gRLS вращения кольцевой шестерни к вращениям солнечной шестерни, определяемое количеством зубьев кольцевой шестерни, деленным на количество больших зубьев солнечной шестерни.

`Ring (R) to small sun (SS) teeth ratio (NR/NSS)` - Звонок к малому солнечному зубу
`3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина больше (NR/NSL)

Отношение, _gRSS, звонки кольцевой шестерни к малым вращениям солнечной шестерни, определяемое количеством зубьев кольцевой шестерни, деленным на количество зубьев малой солнечной шестерни. Это передаточное число должно быть строго больше Ring (R) to large sun (SL) teeth ratio (NR/NSL).

Потери сетки

`Friction model` - Модель трения
`No meshing losses - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Constant efficiency` | `Temperature-dependent efficiency`

Модель трения для блока:

No meshing losses - Suitable for HIL simulation - Зацепление передач идеально.
Constant efficiency - Передача крутящего момента между парами зубчатых колес уменьшается постоянной эффективностью, η, таким что 0 < η ≤ 1.
Temperature-dependent efficiency - Передача крутящего момента между парами зубчатых колес определяется поиском таблицы на основе температуры.

`Large sun-planet, small sun-planet, ring-planet and planet-planet ordinary efficiencies` - Эффективность передачи крутящего момента
`[.98, .98, .98, .99]` (по умолчанию) | вектор

Вектор крутящего момента передает эффективность, [_ηLS, _ηSS, _ηRP, _ηPP], для большой планеты солнца, небольшой планеты солнца, планеты звонка и meshings пары колеса механизма планеты планеты, соответственно. Векторные элементы должны быть в области значений (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Constant efficiency.

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

Вектор температур, используемых для создания 1-D интерполяционной таблицы температурного КПД. Векторные элементы должны увеличиться слева направо.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

`Large sun-planet efficiency` - эффективность передачи крутящего момента от больших солнечных передач к планетарным передачам
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор

Вектор коэффициентов степени к входу, которые описывают поток степени от большой солнечной передачи к планетарным передачам, _ηLSP. Блок использует значения, чтобы создать 1-D интерполяционную таблицу температурного КПД.

Каждый элемент является эффективностью, которая относится к температуре в векторе Temperature. Длина вектора должна быть равна длине вектора- Temperature. Каждый элемент в векторе должен быть в области значений (0,1].

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

`Small sun-planet efficiency` - эффективность передачи крутящего момента от малых солнечных передач к планетарным передачам
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор

Вектор коэффициентов степени к входу, которые описывают поток степени от малых солнечных передач к планетарным передачам, _ηSSP. Блок использует значения, чтобы создать 1-D интерполяционную таблицу температурного КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

`Ring-planet efficiency` - эффективность передачи крутящего момента от кольцевой передачи к планетарным передачам
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор

Вектор коэффициентов степени к входу, которые описывают поток степени от кольцевой передачи к планетарным передачам, _ηRP. Блок использует значения, чтобы создать 1-D интерполяционную таблицу температурного КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

`Planet-planet efficiency` - Эффективность планеты-планеты
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор

Вектор коэффициентов степени к входу, которые описывают поток степени от малых солнечных планет к большим солнечным планетарным передачам, _ηPP. Блок использует значения, чтобы создать 1-D интерполяционную таблицу температурного КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

`Large sun-carrier, small sun-carrier, large sun planet-carrier and small sun planet-carrier power thresholds` - Минимальный порог степени эффективности для больших солнечных носителей, малых солнечных носителей, больших солнечных планет-носителей и малых солнечных планетных несущих зубчатых муфт
`[.001, .001, .001, .001]` `W` (по умолчанию) | вектор

Вектор порогов степени, выше которых применяются полные коэффициенты эффективности. Введите пороги в порядке большой солнечной передачи, малой солнечной передачи, больших солнечных планетных передач и малых солнечных планетных передач, все относительно держателя передачи. Ниже этих значений гиперболическая тангенциальная функция сглаживает коэффициент эффективности.

Когда вы задаете Friction model Constant efficiencyблок снижает потери КПД до нуля, когда никакая степень не передается. Когда вы задаете Friction model Temperature-dependent efficiencyблок сглаживает коэффициенты эффективности между нулем в состоянии покоя и значениями, предоставленными интерполяционными таблицами температурного КПД при порогах степени.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

Вязкие потери

`Large sun-carrier, small sun-carrier, large sun planet-carrier and small sun planet-carrier viscous friction coefficients` - Вязкое трение передачи
`[0, 0, 0, 0]` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | вектор

Вектор коэффициентов вязкого трения, [_μLS, _μSS, _μLSP, _μSSP], для больших солнечных носителей, малых солнечных носителей, больших солнечных планет-носителей и малых солнечных планет-несущих движений, соответственно.

Инерция

`Inertia` - Модель инерции
`off` (по умолчанию) | `on`

Модель инерции для блока:

Off - Моделируйте инерцию передачи.
On - Инерция передачи пренебрежения.

`Inner planet gear inertia` - Инерция передачи внутренних планет
`0.001` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Момент инерции внутренней планетной передачи. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Inertia равным On.

`Outer planet gear inertia` - Инерция передачи внешних планет
`0.001` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Момент инерции внешней планетной передачи. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Inertia равным On.

Тепловой порт

Чтобы включить эти настройки, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

`Thermal mass` - Тепловая масса
`50` `J/K` (по умолчанию) | скаляром

Тепловая энергия, необходимая для изменения температуры компонента на один температурный модуль. Чем больше тепловая масса, тем более устойчивым компонентом является изменение температуры.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

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

Температура блока в начале симуляции. Начальная температура устанавливает эффективность начального компонента в соответствии с их соответствующими векторами КПД.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Friction model равным Temperature-dependent efficiency.

Подробнее о

расширить все

Цикл

Для оптимальной эффективности симуляции установите Friction model значение по умолчанию, No meshing losses - Suitable for HIL simulation.

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки Simscape

Compound Planetary Gear | Planet-Planet | Planetary Gear | Ring-Planet | Sun-Planet

Темы

Введенный в R2011a

Документация

Ravigneaux Gear

Описание

Тепловая модель

Уравнения

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

C - Планетарный редуктор вращательный механический

R - Кольцевая передача вращательный механический

SL - Большая солнечная передача вращательный механический

SS - Малая солнечная передача вращательный механический

H - Тепловой поток тепловой

Зависимости

Параметры

Главный

Ring (R) to large sun (SL) teeth ratio (NR/NSL) - Звонок к большой солнечной шестерне 2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Ring (R) to small sun (SS) teeth ratio (NR/NSS) - Звонок к малому солнечному зубу 3 (по умолчанию) | положительная скалярная величина больше (NR/NSL)

Потери сетки

Friction model - Модель трения No meshing losses - Suitable for HIL simulation (по умолчанию) | Constant efficiency | Temperature-dependent efficiency

Large sun-planet, small sun-planet, ring-planet and planet-planet ordinary efficiencies - Эффективность передачи крутящего момента [.98, .98, .98, .99] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Temperature - Температура [280, 300, 320] K (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Large sun-planet efficiency - эффективность передачи крутящего момента от больших солнечных передач к планетарным передачам [.95, .9, .85] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Small sun-planet efficiency - эффективность передачи крутящего момента от малых солнечных передач к планетарным передачам [.95, .9, .85] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Ring-planet efficiency - эффективность передачи крутящего момента от кольцевой передачи к планетарным передачам [.95, .9, .85] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Planet-planet efficiency - Эффективность планеты-планеты [.95, .9, .85] (по умолчанию) | вектор

Зависимости

Зависимости

Вязкие потери

Large sun-carrier, small sun-carrier, large sun planet-carrier and small sun planet-carrier viscous friction coefficients - Вязкое трение передачи [0, 0, 0, 0] N*m/(rad/s) (по умолчанию) | вектор

Инерция

Inertia - Модель инерции off (по умолчанию) | on

Inner planet gear inertia - Инерция передачи внутренних планет 0.001 kg*m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Outer planet gear inertia - Инерция передачи внешних планет 0.001 kg*m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Тепловой порт

Thermal mass - Тепловая масса 50 J/K (по умолчанию) | скаляром

Зависимости

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

Зависимости

Подробнее о

Цикл

Расширенные возможности

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

См. также

Блоки Simscape

Темы

Документация по Simscape Driveline

Поддержка

`C` - Планетарный редуктор
вращательный механический

`R` - Кольцевая передача
вращательный механический

`SL` - Большая солнечная передача
вращательный механический

`SS` - Малая солнечная передача
вращательный механический

`H` - Тепловой поток
тепловой

`Ring (R) to large sun (SL) teeth ratio (NR/NSL)` - Звонок к большой солнечной шестерне
`2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Ring (R) to small sun (SS) teeth ratio (NR/NSS)` - Звонок к малому солнечному зубу
`3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина больше (NR/NSL)

`Friction model` - Модель трения
`No meshing losses - Suitable for HIL simulation` (по умолчанию) | `Constant efficiency` | `Temperature-dependent efficiency`

`Large sun-planet, small sun-planet, ring-planet and planet-planet ordinary efficiencies` - Эффективность передачи крутящего момента
`[.98, .98, .98, .99]` (по умолчанию) | вектор

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

`Large sun-planet efficiency` - эффективность передачи крутящего момента от больших солнечных передач к планетарным передачам
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор

`Small sun-planet efficiency` - эффективность передачи крутящего момента от малых солнечных передач к планетарным передачам
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор

`Ring-planet efficiency` - эффективность передачи крутящего момента от кольцевой передачи к планетарным передачам
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор

`Planet-planet efficiency` - Эффективность планеты-планеты
`[.95, .9, .85]` (по умолчанию) | вектор

`Large sun-carrier, small sun-carrier, large sun planet-carrier and small sun planet-carrier viscous friction coefficients` - Вязкое трение передачи
`[0, 0, 0, 0]` `N*m/(rad/s)` (по умолчанию) | вектор

`Inertia` - Модель инерции
`off` (по умолчанию) | `on`

`Inner planet gear inertia` - Инерция передачи внутренних планет
`0.001` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Outer planet gear inertia` - Инерция передачи внешних планет
`0.001` `kg*m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Thermal mass` - Тепловая масса
`50` `J/K` (по умолчанию) | скаляром

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

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