Степень трансмиссия с плотно намотанным канатом вокруг цилиндрического барабана
Simscape/Driveline/Муфты и приводы
Этот блок представляет степени систему передачи с двумя ключевыми компонентами:
Веревка
Барабан
Канат плотно намотан вокруг цилиндрического барабана при достаточном уровне натяжения, чтобы предотвратить скольжение между двумя компонентами. Канат может быть намотан таким образом, чтобы его концы указывали в одинаковых или противоположных направлениях. В зависимости от строения каната, два конца каната могут перемещаться в одинаковых или противоположных направлениях. Типы обмотки каната, заданные в диалоговом окне блока:
Если концы каната указывают в том же направлении, они перемещаются в противоположных направлениях.
Если концы каната указывают в противоположных направлениях, они перемещаются в том же направлении.
Во время нормальной операции приводной крутящий момент заставляет цилиндрический барабан вращаться вокруг своей оси симметрии. Вращающийся барабан передает растягивающее усилие концам каната, которые перемещаются относительно осевой линии барабана. Относительное направление перемещения между двумя концами каната зависит от типа обмотки каната. Однако положительное вращение барабана всегда соответствует положительному перемещению на конце каната А.
Модель веревочного барабана принимает, что каждый конец веревки остается упорным во время симуляции. Это предположение важно, так как концы тонкого каната не передают силу. Необязательное предупреждение о натяжении указывает на отказ этого предположения. Предупреждение, которое появляется в MATLAB® командная строка, предлагает тщательный анализ результатов симуляции.
Дополнительные эффекты в модели веревочного барабана включают:
Инерция барабана
Вязкое трение на подшипнике барабана
Действующее на цилиндр крутящий момент привода удовлетворяет уравнению баланса сил
где:
T - крутящий крутящий момент привода, действующий на барабан.
F A и F B являются внешними силами, натягиваемыми на концы каната A и B.
R - радиус барабана.
μ - коэффициент вязкого трения на подшипниках барабана.
ω - скорость вращения барабана.
δ является типом обмотки каната в соответствии с таблицей.
| Тип ветровки каната | δ |
Ends move in the same direction | -1 |
Ends move in opposite directions | +1 |
Рисунок показывает переменные уравнения.
Поступательные скорости двух концов каната являются функциями радиуса барабана и скорости вращения. Каждая поступательная скорость равна тангенциальной скорости точки на периферии барабана в соответствии с выражениями:
где:
V A - поступательная скорость канатного конца A.
V B является поступательной скоростью конца троса B.
Скольжение не происходит на контактной поверхности каната-барабана.
Податливость канату игнорируется.
| Порт | Описание |
|---|---|
S | Сохранение вращательного порта, сопоставленного с валом барабана |
A | Сохранение поступательного порта сопоставлено с канатным концом A |
B | Сохранение поступательного порта сопоставлено с канатным концом B |
Расстояние между центром барабана и его периферией. Периферия барабана совпадает с контактной поверхностью между барабаном и канатом. Значение по умолчанию 0.1 м.
Относительное направление поступательного движения двух концов каната, A и B. Опции включают:
Ends move in the same direction
Ends move in opposite direction
Опциональное предупреждение в командной строке MATLAB, указывающее, что по крайней мере один конец каната стал слабым. Конец каната становится слабым, когда чистые силы растяжения, ответственные за поддержание его прижатием, падают ниже нуля. Поскольку кабели slack не передают силу, необходимо тщательно интерпретировать результаты симуляции, если в командной строке MATLAB появляется предупреждение о натяжении. Опции предупреждения включают:
Do not check tension
Warn if either end loses tension
Линейный коэффициент демпфирования, действующий на подшипник барабана. При заданной скорости вращения барабана этот коэффициент определяет потери степени из-за вязкого трения. Значение по умолчанию 0.001 (N * m )/( рад/с).
Необязательный параметр, учитывающий инерцию барабана, его сопротивление угловому ускорению. Опции включают:
No inertia - Режим по умолчанию. Сохраните этот режим, если инерция барабана оказывает незначительное влияние на динамику привода. Выбор этого режима устанавливает инерцию барабана на нуль.
Specify inertia and initial velocity - Выберите этот режим, если инерция барабана оказывает значительное влияние на динамику привода. Выбор этого режима открывает дополнительные параметры, позволяющие вам задать инерцию барабана и начальную скорость вращения.
Момент инерции барабана вокруг оси его вращения. В простом случае твердого цилиндрического барабана, момент инерции является
где M - масса барабана, а R - радиус барабана.
Значение по умолчанию инерции барабана 0.01 кг * м ^ 2.
Скорость вращения барабана во время симуляции нуль. Значение по умолчанию 0 рад/с.
