Bevel Gear Constraint

Кинематическое ограничение между два зубчатых тел скоса с угловыми пересекающимися осями вращения

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/Multibody/Передачи и муфты/Передачи

  • Bevel Gear Constraint block

Описание

Блок Bevel Gear Constraint представляет кинематическое ограничение между двумя зубчатыми телами с пересекающимися осями вращения, удерживаемыми под заданным углом. Основы и последующей системы координат идентифицируют системы координат соединений на зубчатых телах. Оси вращения шестерни совпадают с рамой соединения z -осями. Передачи вращаются с фиксированным отношением скорости, определяемым радиусами тангажа передачи.

Блок представляет только кинематическую характеристику ограничения для конической зубчатой системы. Инерция передачи и геометрия являются твердыми свойствами, которые необходимо задать с помощью твердых блоков. Модель ограничения передачи идеальна. Люфт и потери передачи из-за Кулона и вязкого трения между зубьями игнорируются. Однако можно смоделировать вязкое трение в соединениях путем определения коэффициентов демпфирования в блоках соединений.

Геометрия шестерни

Ограничение конической передачи параметризовано с точки зрения размерностей кругов тангажа передачи. Круги тангажа являются воображаемыми кругами, концентрическими с зубчатых тел и касательной к точке контакта зуба. Радиусы тангажа, маркированные RB и RF На рисунке показаны внешние радиусы, которые имели бы зубчатые колеса, если бы они были сведены к конусам трения во взаимном контакте.

Зубчатая Передача в сборе

Ограничения на передачу возникают в замкнутых кинематических замкнутых цепях. Рисунок показывает топологию с обратной связью простой модели конического зубчатого колеса. Блоки соединений соединяют зубчатые тела с общим фиксатором или водилом, определяя максимальные степени свободы между ними. Блок Bevel Gear Constraint соединяет зубчатые тела, устраняя одну степень свободы и эффективно соединяя движения зубчатых колес.

Требования к сборке

Блок накладывает особые ограничения на относительные положения и ориентации систем координат зубчатых соединений. Ограничения гарантируют, что передачи собираются только на расстояниях и углах, подходящих для сетки. Блок применяет ограничения во время сборки блока, когда он впервые пытается поместить передачи в mesh, но полагается на оставшуюся часть модели, чтобы сохранить передачи в mesh во время симуляции.

Ограничения положения

  • Расстояние между основой и последующими системами координат должно быть таким, чтобы при заданных угле вала и тангажа радиусах окружности тангажа передачи были касательными друг к другу. Это расстояние, обозначенное d B-F, следует из закона косинусов:

    dB−F=RB2+RF2−2RBRFcos(π−θ),

    где R B - радиус тангажа базовой передачи, R F - радиус тангажа последующей передачи, а θ вал - угол пересечения осей вращения.

  • Расстояние между основанием и последующей системой координат вдоль оси z базовой системы координат, обозначенное Δz B, должно быть равно:

    ΔzB=RF·sin(θShaft)

  • Расстояние между основанием и последующей системой координат вдоль оси z последующей системы координат, обозначенное Δz F, должно быть равно:

    ΔzF=RB·sin(θShaft)

Ограничения ориентации

  • Воображаемые линии, простирающиеся от основы и последующей оси Z, должны пересекаться с углом вала, заданным в диалоговом окне блока. Угол на рисунке обозначается В-Ф. Если для параметра Shaft Axes задано значение Perpendicular, угол 90 °.

Порты

Система координат

расширить все

Соединительная система координат на базовой конической шестерне

Соединительная система координат на последующей конической передаче

Параметры

расширить все

Радиус окружности тангажа базовой передачи. Круг тангажа концентричен с шестерней и тангенс к точкам контакта зубьев. Радиусы передачи влияют на крутящий момент между основой и последующими зубчатыми телами.

Радиус окружности тангажа последующей передачи. Круг тангажа концентричен с шестерней и тангенс к точкам контакта зубьев. Радиусы передачи влияют на крутящий момент между основой и последующими зубчатыми телами.

Параметризация угла пересечения валов конической шестерни. Выберите Perpendicular для выравнивания валов шестерни под прямым углом. Выберите Arbitrarily Oriented для выравнивания валов шестерни под любым углом от 0 на 180 deg.

Угол между воображаемыми линиями, простирающимися от основы, и последующей системой координат z-осей. Угол должен находиться в области значений 0– 180 deg. Фактический угол между основой и последующей шестернями, обычно заданный посредством твердых преобразований, соединений и иногда других ограничений, должен совпадать с заданным здесь.

Зависимости

Этот параметр активируется, когда параметр Shaft Axes установлен в Arbitrarily Oriented.

Примеры моделей

3-Roll Robotic Wrist Mechanism

3-Roll роботизированный механизм запястья

Моделирует 3-Roll роботизированный механизм запястья, основанный на 3-валковом механизме запястья Цинциннати-Милакрона. Механизм использует три пары конических зубчатых колес, чтобы вращать инструмент вокруг 3 независимых осей. Совет инструмента перемещается вдоль поверхности сферы и может поворачиваться вокруг оси, которая проходит через центр этой сферы (буровое действие). В этом примере предварительно сжатые крутящие моменты прикладываются к трем ведущим валам, чтобы достичь определенной траектории (на поверхности сферы) совета инструмента. Бурение производится в разных точках траектории.

Расширенные возможности

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

.

См. также

| | | | | | | |

Темы

Введенный в R2013b

Документация Simscape Multibody

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте