Variable Ratio Transmission

具有可变和可调齿轮比、传动弹性和摩擦损失的变速箱动态模型。

类型: Engee1DMechanical.Transmission.Gears.VariableRatio

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Couplings & Drives/Variable Ratio Transmission

说明

变速箱*装置是一种变速箱，可在两个耦合驱动轴轴（一个驱动轴和一个从动轴）之间动态传输运动和扭矩。

如果该装置忽略了传动的动态柔性，则传动轴会受到约束，从而以可控制的可变齿轮比旋转。可以选择从动轴的旋转方向与驱动轴的旋转方向相同或相反。如果从动轴和主动轴同向旋转，其角速度和的符号相同。如果从动轴和主轴的旋转方向相反，则和的符号相反。

传动的弹性在轴运动之间引入了内部时间延迟。与齿轮传动不同，变速箱没有运动学约束。摩擦造成的扭矩损失和传动损失也可以得到控制。

理想的运动和扭矩传输

变速箱*装置可在驱动轴和从动轴之间动态传输运动和扭矩。

如果轴与轴之间没有相对偏移，则传动块相当于变速比变速器。该传动装置对两个驱动轴的运动施加了随时间变化的运动学约束：

不过，*变比传动*装置在车轴之间加入了弹性耦合。动态运动和扭矩传输以非零的代替运动约束，通过基本柔性参数和做出动态响应：

其中

- 是驱动轴的扭矩
- 从动轴的扭矩；
- 扭矩传输损失。在理想情况下，。

*柔性参数的估算

可以根据传动时间常数和惯性矩估算基本角柔性：

可以根据传输时间常数、惯性矩和阻尼系数估算基本角速度柔度：

非理想扭矩传递和损失

非理想扭矩传输损耗。变比传动*块以类似于非理想齿轮损耗的方式对损耗进行建模。有关非理想齿轮建模的更多信息，请参阅有损耗的机械齿轮建模。

在非理想齿轮箱中，角速度和柔性动态与理想情况下相同。由于以下原因，传输的扭矩和功率会减小：

库仑摩擦（如皮带和轮子之间的摩擦或皮带拉伸造成的内部损耗），表现为效率；
传动轴与轴承之间的粘性耦合，以粘性摩擦系数为参数。

当角速度的符号发生变化时，双曲正切函数会使库仑摩擦产生的扭矩变化变得平滑。

功率流	功率损失情况	PTO 轴输出、
直式		从动、
反向		领先、

功率流

功率损失情况

PTO 轴输出、

直式

从动、

反向

领先、

离合器效率

只有当从动轴的角速度绝对值大于阈值速度时，该功能块才会完全考虑以效率为特征的摩擦损耗。

如果的值小于，则程序块会在零转速时将效率平滑为零。

端口

非定向

# B — 驱动 PTO 轴
旋转机械

Details

与传动轴相连的非定向端口。

程序使用名称

base_flange

# F — 从动 PTO 轴
旋转机械

Details

与驱动轴相关的非定向端口。

程序使用名称

follower_flange

输入

# r — 输入轴转速与输出转速之比
尺度

Details

输入轴转速与输出轴转速的无量纲比率。

数据类型	Float64`。
复数支持	无

参数

主机

# Output shaft rotates — 相对于输入轴的旋转方向，输出轴的旋转方向
In same direction as input shaft | In opposite direction to input shaft

Details

输出轴的旋转方向与输入轴的旋转方向。

值	`In same direction as input shaft` \| `In opposite direction to input shaft`
默认值	`In same direction as input shaft`
程序使用名称	`rotation_direction_type`
可计算	无

合规性

Details

角度柔度的倒数，在传动轴上测量。

计量单位	`HP_DIN/rpm` \| `Nm/rad` \| `Ws/rad` \| `mmN/rad` \| `HP_DINs/rad` \| `ft*lbf/rad`
默认值	`3e5 N*m/rad`
程序使用名称	`k_base`
可计算	是

# Transmission damping at base (B) — 传动轴阻尼系数
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

在传动轴上测量的阻尼角柔性的倒数。

计量单位	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
默认值	`0.05 N*m/(rad/s)`
程序使用名称	`C_base`
可计算	是

# Initial input torque at base (B) — 传动轴的初始扭矩
N*m | mN*m | lbf*ft

Details

模拟开始时传动轴所受的扭矩。

计量单位	`Nm` \| `mNm` \| `lbf*ft`
默认值	`0.0 N*m`
程序使用名称	`T_start`
可计算	是

传输损耗

# Losses model — 损失建模

Details

如果未选中该复选框，程序块将计算理想扭矩传输。

如果选中该复选框，程序块将计算非理想扭矩传输的摩擦损耗：通过满足条件的恒定效率值来减少变速箱的扭矩传输。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`enable_loss_modeling`
可计算	无

# Efficiency — 从传动轴到从动轴的扭矩传递效率

Details

传动轴和从动轴之间的扭矩传递效率。

依赖关系

要使用该参数，请选择*损失模型*复选框。

默认值	`0.8`
程序使用名称	`efficiency`
可计算	是

# Follower angular velocity threshold — 从动轴角速度的临界值
rpm | deg/s | rad/s

Details

绝对角速度阈值，超过该值时，输出轴转速将考虑全部效率损失。

依赖关系

要使用该参数，请选择 * 损失模型* 复选框。

计量单位	`rpm` \| `deg/s` \| `rad/s`
默认值	`0.01 rad/s`
程序使用名称	`w_threshold`
可计算	是

粘性损失

# Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F) — 驱动轴和从动轴的粘性摩擦系数矢量
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

驱动轴和从动轴的粘性摩擦系数矢量。

计量单位	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
默认值	`[0.0, 0.0] N*m/(rad/s)`
程序使用名称	`viscous_coefficient_vector`
可计算	是