Муфта обеспечивает вращение двух валов с различными скоростями вращения с одной скоростью, применяя крутящие моменты, которые имеют тенденцию ускорять один вал и замедлять другой. Для выполнения этого действия наиболее распространенного способа сцепления с поверхностным трением. Такая муфта может работать в одном из следующих режимов движения:
Отключено: муфта не применяет трение вообще.
Включенный, но разблокированный: муфта применяет кинетическое трение, и два вала вращаются с различными скоростями.
Сцепление и блокировка: муфта применяет статическое трение, и два вала вращаются вместе.
Муфта состоит из сопряженных фрикционных поверхностей, перекрывающихся друг с другом и соединенных с обеих сторон с валом. Если муфта отключена, фрикционные поверхности не контактируют, и валы вращаются независимо. Для зацепления с муфтой контакт между двумя поверхностями вызывается приложением давления, нормального к поверхностям муфты. Две поверхности, контактирующие и движущиеся относительно друг друга, испытывают кинетическое трение, которое заставляет их сужать относительную скорость. Трение уменьшает относительное движение между двумя пластинами сцепления и их соединенными валами. При некоторой критической комбинации пониженной относительной скорости и давления (нормальная сила) сцепление блокируется, так что два вала вращаются с одной скоростью. Валы остаются заблокированными вместе, пока передаваемый крутящий момент остается меньше, чем статическое трение, которое пропорционально приложенной нормальной силе. Если муфта разблокирована, но все еще включена, она снова применяет кинетическое, а не статическое трение.
Переход между разблокированным и заблокированным состояниями прерывистый. Моделирование события блокировки или разблокировки муфты требует поиска правильной комбинации давления и крутящего момента, действующих на муфту. События блокировки и разблокировки определяются во время симуляции повторным и точным обнаружением пересечения нулем. О симуляции событий и решении ограничений вместе с динамикой в Simscape™ моделях смотрите в Симуляции рабочего стола.