Sun-Planet Worm Gear
Планетарный набор несущих, червячных планет и солнечных колес с регулируемым передаточным отношением, типом червячной резьбы и потерями на трение
- Библиотека:
Simscape/Приводная линия/Передачи/Планетарные Подкомпоненты
Описание
Блок Sun-Planet Worm Gear представляет собой планетарную передачу с двумя степенями свободы, созданную из несущей и солнечной и планетной передач. По типу солнечная и планетарная передачи являются скрещенными спиральными цилиндрическими шестернями, выполненными в виде червячного привода, в котором планетарная передача является червячным. Такие трансмиссии используются в Torsen® T-1 дифференциал. При передаче степени солнечная передача может независимо вращаться червячной (планетной) передачей, несущей или обоими.
Вы задаете фиксированное передаточное отношение, которое означает скорость вращения червяка, разделенную на скорость вращения солнечной передачи. Вы управляете направлением, установив тип червячной резьбы на левую или правую руку. Вращение правого червя в положительном направлении заставляет солнечную передачу вращаться в положительном направлении. Положительные направления солнечной передачи и держателя одинаковы.
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
Переменные уравнения:
| RWG | Передаточное отношение, которое означает скорость вращения червяка, разделенную на скорость вращения солнечной передачи: Отношение положительное для правого червяка и отрицательное для левого червяка |
| ωS | Скорость вращения солнечной передачи |
| ωP | Скорость вращения червячной передачи |
| ωC | Скорость вращения несущей |
| ωSC | Скорость вращения солнечной передачи относительно водила |
| α | Угол нормального давления |
| λ | Угол свинца червяка |
| L | Червячный свинец |
| d | Диаметр тангажа |
| τS | Крутящий момент, приложенный к валу Солнца |
| τP | Крутящий момент, приложенный к валу планеты |
| τC | Крутящий момент, приложенный к валу носителя |
| τ | Крутящий момент из-за трения зацепления: Потеря зависит от эффективности устройства и направления потока степени. Чтобы избежать резкого изменения крутящего момента трения при ωS = 0, крутящий момент трения вводится через гиперболическую функцию. |
| τinstfr | Текущее значение крутящего момента трения, используемого для моделирования потерь на трение |
| τfr | Крутящий момент от трения в установившемся состоянии |
| k | Коэффициент трения |
| ηWG | Эффективность червяка к передаче степени |
| ηGW | Эффективность передачи степени |
| pth | Порог степени |
| μSC | Коэффициент вязкого трения для интерфейса Солнца с несущей |
| μWC | Коэффициент вязкого трения для интерфейса червячная несущая |
Блок Sun-Planet Worm Gear накладывает одно кинематическое ограничение на три соединенные оси:
Передача имеет две независимые степени свободы. Зубчатая пара (1,2) = (S, P).
Передача крутящего момента:
В идеальном случае, когда нет потерь крутящего момента, τloss = 0.
В неидеальном случае τloss ≠ 0. Для получения дополнительной информации см. «Моделирование передач с потерями».
В неидеальной передаче скорость вращения и геометрические ограничения неизменны, но переданный крутящий момент и степень уменьшаются на:
Трение Кулона из-за зацепления червячно-солнечной шестерни, которое характеризуется коэффициентом трения k или постоянными эффективностями [ηWG, ηGW]
Вязкие муфты приводных валов с подшипниками, которые параметризованы коэффициентами вязкого трения μSC и μWC
Поскольку коробка передач включает червячную передачу, эффективность отличается для прямой и обратной передачи степени. Таблица показывает значение эффективности для всех комбинаций переноса степени.
| Ведущий Вал | Ведомый Вал | ||
| Планета | Солнце | Перевозчик | |
| Планета | Н/Д | ηWG | ηWG |
| Солнце | ηGW | Н/Д | Нет потерь |
| Перевозчик | ηGW | Нет потерь | Н/Д |
Когда вы задаете Friction model Constant efficiency и оставьте Friction parameterization установленным на Friction coefficient and geometrical parametersмодель рассматривает геометрическое поверхностное контактное трение. В этом случае ηWG и ηGW полагаются на:
Геометрия резьбы червячной передачи, заданная углом поворота λ и α угла нормального давления.
Коэффициент трения поверхностного контакта k.
Когда вы задаете Friction model Constant efficiency и установите Friction parameterization равным Efficiencies, или когда вы устанавливаете Friction model равным Temperature-dependent efficiency, модель рассматривает эффективность как постоянную. В этом случае вы задаете ηWG и ηGW независимо от геометрических деталей.
Вы можете включить поведение автоблокировки, сделав эффективность отрицательной. Степень не может передаваться от солнечной передачи к червяку или от носителя к червяку, если к червяку не прикладывается некоторый крутящий момент для освобождения train. В этом случае абсолютное значение эффективности задает отношение, при котором train освобождается. Чем меньше угол провода train, тем меньше эффективность.
Эффективность, η, зацепления между червячной передачей и планетной передачей полностью активна, только если передаваемая степень больше порога степени.
Если степень меньше порога, фактическая эффективность автоматически регулируется до единицы при нулевой скорости.
Коэффициенты вязкого трения подшипников червячного носителя и солнечного носителя управляют крутящим моментом вязкого трения, испытываемым держателем из смазанной, неидеальной зубчатой резьбы. Для получения дополнительной информации см. раздел «Неидеальные ограничения передачи».
Переменные
Используйте настройки Variables, чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для основных переменных перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Задать приоритет и Начальный целевой объект для основных переменных.
Допущения и ограничения
Инерция передачи принята незначительной.
Передачи обрабатываются как жесткие компоненты.
Трение Кулона замедляет симуляцию. Для получения дополнительной информации см. «Настройка точности модели».