Описание

Блок Pulley выполнен в виде канавчатого или зубчатого колеса, обернутого в шнур, причем устройство, часто используемое при передаче крутящего момента и частичном движении, обеспечивает механическое преимущество, которое оно может обеспечить. Шкив (или звездочка, если зубчатый) идеален: без масс и трения, с нулевым скольжением позволенным между его поверхностью и окружающим шнуром, сам идеализирован как подтягиваемый и нерастягиваемый. Используйте шкив по отдельности или как часть составной системы шкивов, такой как блок и снасть подъемника или синхроимпульс двигателя автомобиля.

Шкив имеет одну локальную систему координат (порт системы координат R) и две точки касания шнура (ремни A и B). Система координат размещается с источником в центре шкива и осью Z вдоль его оси вращения. Точки касания шнура совпадают с положениями, в которых шнур встречается или отделяется от шкива. Эти местоположения могут измениться во время симуляции. Ремень или кабель оборачивается вокруг шкива от порта A до порта B так, чтобы проследить дугу против часовой стрелки вокруг оси Z.

В системе с обратной связью из двух шкивов - таких как ременный привод - соединения портов ремня определяют, пересечена или открыта геометрия шнура. Как показано на следующей схеме, в системе шкивов, в которой оси Z выровнены параллельно, если порт A одного соединяется с портом A другого, то шнур пересекает; если порт A из одного соединяется с портом B другого, то шнур открыт. Эффект тот же, если вместо переключения портов соединения одна из систем координат перевернута так, что оси Z шкивов являются антипараллельными.

Степени свободы шкива полностью зависят от соединений и ограничений (если таковые имеются), с которыми он соединяется. Прикрепление шкива к корпусу посредством шарнирного соединения придает шкиву одну степень свободы вращения относительно корпуса; затем один свободно вращается относительно другого. Фиксация шкива к другому шкиву с помощью прямого соединения, твердого преобразования или сварного соединения ограничивает эти два блока так, что если один вращается, то должен быть и другой.

По умолчанию шнур может входить и выходить из шкива под углом к его центральной плоскости (θ на рисунке). Этот угол может варьироваться во время симуляции - например, из-за перемещения шкива на призматическом соединении. Хотя точка контакта всегда находится в центральной плоскости шкива, шкив может перемещаться, когда установлен на шарнире. Шнур также может быть ограничен входом и выходом из шкива в его центральной плоскости. Применение этого ограничения зависит от настроек блока Belt-Cable Properties.

Шкивы должны оставаться на расстояниях, которые сохраняют естественную длину шнура. Эта длина вычисляется из начальных расположений шкивов и фиксируется: шнур не может ни растягиваться, ни ослабевать во время симуляции. Расчеты длины включают длины дуг шнура вокруг шкивов. Контакт между ними идеализирован как скользкий, с точкой контакта на шнуре, всегда движущейся с той же мгновенной скоростью, что и его аналог на шкиве.

Обратите внимание, что порты системы координат и ремня относятся к различным областям мультитела. Как правило, порты соединяются только с аналогичными портами - портами системы координат к другим портам системы координат, портами ремня к другим портам ремня. Область ремня имеет особое требование, чтобы каждая сеть или соединительные линии ремня соединялись с одним (и не более чем с одним) блоком Belt-Cable Properties. Именно через этот блок конфигурируется визуализация шнура и вычисляется ее длина (при обновлении схемы).

Визуализация шнура имеет форму линии тангажа. Шнур встречается и отделяется от шкива касательной к его окружности. Дуга контакта между шнуром и шкивом называется дугой тангажа. Линия тангажа шнура является суммой сегментов линии между различными шкивами и их соответствующими дугами тангажа. Сегменты линии между шкивами показаны как прямолинейные, согласующиеся с ограничением, что никакое ослабление не допускается.

Объедините блок Pulley с блоком Belt-Cable Spool для извлечения из лебедки и возврата к ней дополнительных длин шнура. Примером применения является опускание и подъем крюкового блока башенного крана. Используйте блок Belt-Cable End, чтобы задать конечную точку шнура. Конечная точка содержит систему координат для соединения с нагрузкой, фиксатором или другой частью модели мультитела.