Блоки библиотеки Simscape™ Driveline™ Gears содержат необязательные встроенные модели фрикционных потерь, позволяющие представлять неидеальные зубчатые муфты. В неидеальной зубчатой паре (1,2) угловая скорость, радиусы передачи, ограничения зубьев и передаточное отношение g 12 = r 2/ r 1 = ω 1/ ω 2 не изменяются. Переданный крутящий момент и степень уменьшаются на:
Трение Кулона между несовершенными поверхностями зубьев на шестернях 1 и 2, параметризованное η эффективности, 0 < η ≤ 1. Эта эффективность зависит от крутящей нагрузки на зубы. Но часто это аппроксимируется как константа.
Вязкая муфта приводных валов с подшипниками, параметризованная коэффициентами вязкого трения μ.
В самой простой модели неидеальных потерь передачи эффективности η 12 зацепления в зубчатой паре (1,2) постоянна, независимо от нагрузки (крутящий момент или степень передан).
Потери на трение, представленные η 12, эффективно применяются полностью только, если переданная мощность больше, чем порог мощности p th. Ниже этого значения гиперболическая тангенциальная функция сглаживает коэффициент эффективности, снижая потери эффективности до нуля, когда никакая степень не передается.
Для наборов передач с водилом η 12 представляет собой обыкновенную эффективность, заданный когда водило не движется.
Для передач с различными КПД для прямого и обратного потока степени:
ForwardLoss = (1 - η FB), η FB - эффективность передачи крутящего момента от последующего вала к основанию вала.
BackwardLoss = (1/ η BF - 1), где η BF - эффективность передачи крутящего момента от базового вала к последующему валу.
Фрикционный крутящий момент вычисляется как:
T f = T/2 ((ForwardLoss + BackwardLoss) tanh (4 p/ p th) + ForwardLoss - BackwardLoss)
где:
T - переданный крутящий момент.
p - переданная степень.
p th - порог степени на базовом валу, выше которого действуют полные потери эффективности.
Для некоторых моделей передач, таких как Simple Gear, эффективность принимается равным как для прямого, так и для обратного потока степени, η BF = η FB.
Сделать η зависимыми от нагрузки - это способ сделать модель потерь более точной. Пример зависимого от нагрузки эффективности см. на Simple Gear странице с описанием блока.
Постановка η в зависимость от геометрии зацепления передач является еще одним способом сделать модель потерь более точной. Пример зависящих от геометрии эффективности см. в Leadscrew страницы с описанием блоков.
На приводном валу, установленном на зубчатом колесе с помощью смазанных неидеальных подшипников, вязкое трение, испытываемое осью, управляется коэффициентом вязкого трения μ. Вязкий крутящий момент трения на валу «a» составляет - μ a ω a, где ω a является скоростью вращения вала относительно его держателя или держателя (если имеется держатель).
