Червячная передача с корректируемым передаточным отношением и потерями на трение
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы
Блок представляет вращательный механизм, который ограничивает две связанных оси автомобильной трансмиссии, червь (W) и механизм (G), чтобы вращаться вместе в фиксированном отношении, которое вы задаете. Можно выбрать, вращается ли механизм в положительном или отрицательном направлении. Правое вращение является положительным направлением. Если поток червя является правой рукой, ω W и ω G имеют тот же знак. Если поток червя является левой рукой, ω W и ω G имеют противоположные знаки.
Можно смоделировать эффекты теплового потока и изменения температуры путем включения дополнительного теплового порта. Чтобы включить порт, установите Friction model на Temperature-dependent efficiency.
| R WG | Передаточное отношение |
| ω W | Скорость вращения червя |
| ω G | Скорость вращения механизма |
| α | Нормальный угол давления |
| λ | Ведущий угол червя |
| L | Вывод червя |
| d | Диаметр тангажа червя |
| τ G | Крутящий момент механизма |
| τ W | Закрутите на черве |
| Потеря τ | Закрутите потерю из-за запутывающего трения. Потеря зависит от КПД устройства и направления потока энергии. Чтобы избежать резкого изменения момента трения в ω G = 0, момент трения введен через гиперболическую функцию. |
| Франк τ | Установившееся значение момента трения в ω G → ∞. |
| k | Коэффициент трения |
| ηWG | Закрутите КПД передачи от червя к механизму |
| ηGW | Закрутите КПД передачи от механизма, чтобы собрать червей |
| p th | Порог степени |
[μ W μ G] | Вектор из коэффициентов вязкого трения для червя и механизма |
Червячная передача налагает одно кинематическое ограничение на две связанных оси:
| ω W = R WGωG. | (1) |
Эти две степени свободы уменьшаются до одной независимой степени свободы. Соглашение пары механизма прямой передачи (1,2) = (W, G).
Передача крутящего момента:
| R WGτW – τ G – потеря τ = 0, | (2) |
с потерей τ = 0 в идеальном случае.
В неидеальном случае, потеря τ ≠ 0. Для общих факторов на неидеальном моделировании механизма смотрите Механизмы Модели с Потерями.
В случае трения контакта η WG и η GW определяются:
Геометрия поточной обработки червячной передачи, заданная ведущим углом λ и нормальный угол давления α.
Поверхностный коэффициент трения контакта k.
| η WG = (cosα – k · tanλ) / (cosα + k/tanλ), | (3) |
| η GW = (cosα – k/tanλ) / (cosα + k · tanλ). | (4) |
В постоянном случае трения вы задаете η WG и η GW, независимо от геометрических деталей.
η GW имеет два отличных режима, в зависимости от ведущего угла λ, разделенный точкой с автоблокировкой в который η GW = 0 и cosα = k/tanλ.
В режиме перестройки η GW> 0, и сила, действующая на гайку, может вращать винт.
В режиме с автоблокировкой η GW <0, и внешний крутящий момент должен быть применен к винту, чтобы выпустить в противном случае заблокированный механизм. Чем более отрицателен η GW, тем больше крутящий момент должен быть, чтобы выпустить механизм.
η WG традиционно положителен.
η КПД сцепления между червем и механизмом полностью активен, только если переданная степень больше порога степени.
Если степень меньше порога, фактический КПД автоматически упорядочен к единице при нулевой скорости.
Можно установить запутывающую модель трения потерь на:
No meshing losses - suitable for HIL simulation.
Constant efficiency, который является установкой трения по умолчанию для версий блока до R2020b.
Temperature-dependent efficiency, какая изменчивость моделей в КПД основного вала, вычисленных в Constant efficiency установка согласно предоставленной пользователями интерполяционной таблице. Установка температурной зависимости включает тепловой порт H сохранения. Этот порт получает тепловой поток в блок, который переводится в температуру блока согласно механизму Thermal mass.
Коэффициент вязкого трения μ W управляет вязким моментом трения, испытанным червем от смазанных, неидеальных потоков механизма и вязких потерь подшипника. Вязкий момент трения на оси автомобильной трансмиссии червя является –μWωW. ω W является скоростью вращения червя относительно его монтирования.
Коэффициент вязкого трения μ G управляет вязким моментом трения, испытанным механизмом, в основном от вязких потерь подшипника. Вязкий момент трения на оси автомобильной трансмиссии механизма является –μGωG. ω G является скоростью вращения механизма относительно его монтирования.
Для оптимальной эффективности вашей симуляции в реальном времени, набор Friction model к No meshing losses - Suitable for HIL simulation на вкладке Meshing Losses.
Используйте настройки Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках перед симуляцией. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.
Инерция механизма принята, чтобы быть незначительной.
Механизмы обработаны как твердые компоненты.
Трение Кулона замедляет симуляцию. Для получения дополнительной информации смотрите, Настраивают Точность Модели.