Planetary Gear
带有太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮的齿轮传动装置。
类型: Engee1DMechanical.Transmission.Gears.Planetary.SingleStage
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图书馆中的路径: |
说明
行星齿轮*单元模拟了带有太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮的齿轮系。行星齿轮通常出现在传动系统中，它们以紧凑的整体尺寸提供高传动比。与传动轴相连的驱动器可固定行星齿轮。C、R 和 S 端口是连接行星齿轮驱动器、环形齿轮和太阳齿轮的轴。
该模块以 Sun-Planet 和 Ring-Planet 模块为基础，将行星齿轮作为一个结构组件建模。下图显示了该结构组件的框图。
为了提高齿轮模型的精度，可以指定齿轮惯性、齿轮损耗和粘性摩擦损耗等属性。默认假设是齿轮的惯性和粘性摩擦损失可以忽略不计。该模块允许您指定内部行星齿轮的惯性。要模拟驱动齿轮、太阳齿轮和环形齿轮的惯性，请将块 Inertia连接到端口 C、S 和 R。
公式
理想齿轮和齿轮比
行星齿轮*程序块施加了两个运动学约束和两个几何约束：
其中
-
- 是驱动齿轮的半径
-
- 是太阳齿轮的半径
-
- 太阳齿轮的角速度
-
- 行星齿轮的半径；
-
- 行星齿轮的角速度；
-
- 环形齿轮的半径。
环形齿轮和太阳齿轮的传动比相等：
其中 是每个齿轮的齿数。
根据这一比率，关键的运动学约束条件是：
四个自由度简化为两对独立的齿轮： ( , ) 或 ( , ) 。
| 的齿轮比必须`>1`。 |
扭矩传递按以下方式进行：
其中
-
- 是太阳齿轮的扭矩传动比；
-
- 是环形齿轮的扭矩传递系数；
-
- 扭矩传递损失。
在没有扭矩传递损失的理想情况下， 。
齿轮的非理想约束和损耗
在非理想情况下， 。更多详情，请参见 有损耗的机械齿轮建模。
假设和限制
-
齿轮的惯性可以忽略不计。
-
齿轮被视为固体。
-
库仑摩擦会减慢模拟速度。(详见 here）。
参数
主要
# Ring (R) to sun (S) teeth ratio (NR/NS) — 从环形齿轮到太阳齿轮的传动比
Details
环形齿轮转数与太阳齿轮转数的恒定齿轮比 ，由环形齿轮齿数除以太阳齿轮齿数决定。齿轮比必须严格"> 1"。
| 默认值 |
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| 程序使用名称 |
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| 可计算 |
是 |
网格损耗
#
Friction model —
摩擦模型
No meshing losses - Suitable for HIL simulation | Constant efficiency | Temperature-dependent efficiency
Details
传动中的摩擦模型：
-
无啮合损耗 - 适用于 HIL 仿真 ` - 假设齿轮传动是完美的；
-
恒定效率"- 齿轮对之间的扭矩传递通过一个恒定效率值 来降低，这样 。
-
与温度相关的效率"--齿轮对之间的扭矩传输由温度和效率插值表确定。
| 值 |
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| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
无 |
# Sun-planet and ring-planet ordinary efficiency — 从太阳齿轮到行星齿轮以及从环形齿轮到行星齿轮的扭矩传输效率
Details
分别为以下齿轮的效率值矢量：太阳齿轮-行星齿轮和环形齿轮-行星齿轮。
依赖关系
要使用此参数，请将*摩擦模型*参数设置为 "恒定效率"。
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Temperature —
温度值向量
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Details
温度值矢量，用于构建温度与效率对应关系插值表。矢量元素应单调递增。
依赖关系
要使用此参数，请将*摩擦模型*参数设置为 "随温度变化的效率"。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Sun-planet efficiency — 从太阳齿轮到行星齿轮的扭矩传输效率值矢量
Details
太阳齿轮和行星齿轮啮合的扭矩传输效率值矢量 [ ]。
每个元素都是与 Temperature 参数值矢量中相应温度值相关的效率值。矢量的长度必须等于 Temperature 参数矢量的长度。向量的每个元素必须在 `(0,1]`范围内。
依赖关系
要使用此参数，请将*摩擦模型*参数设置为 "取决于温度的效率"。
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
# Ring-planet efficiency — 从环形齿轮到行星齿轮的扭矩传递效率值矢量
Details
从环形齿轮到行星齿轮的扭矩传递效率值矢量，[ ]。
每个元素都是与 Temperature 参数值矢量中相应温度值相关的效率值。矢量的长度必须等于 Temperature 参数矢量的长度。向量的每个元素必须在 `(0,1]`范围内。
依赖关系
要使用此参数，请将*摩擦模型*参数设置为 "取决于温度的效率"。
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Sun-carrier and planet-carrier power thresholds —
最小阈值功率
W | GW | MW | kW | mW | uW | HP_DIN
Details
功率阈值矢量，超过阈值时适用全扭矩传动效率值。按照太阳行星齿轮、环形行星齿轮、环形行星齿轮的顺序输入阈值。低于这些值时，将使用双曲正切函数对效率进行平滑处理。
-
如果*摩擦模型*设置为 "恒定效率"，则在无功率传输时，装置会将损耗降至零。
-
如果*摩擦模型*设置为 "随温度变化的效率"，则设备会平滑处理静止时为零与温度和效率插值表中指定值之间的效率值。
依赖关系
要使用此参数，请将*摩擦模型*设为 "恒定效率 "或 "随温度变化的效率"。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
粘性损失
#
Sun-carrier and planet-carrier viscous friction coefficients —
齿轮间的粘性摩擦系数
N*m*s/rad | ft*lbf*s/rad
Details
分别为太阳齿轮和行星齿轮运动的粘性摩擦系数矢量 [ ]。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
惯性
# Inertia — 惯性模型
Details
选择此复选框可启用此区块的惯性模型。
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
无 |
#
Planet gear inertia —
行星齿轮惯性
g*cm^2 | kg*m^2 | lbm*ft^2 | lbm*in^2 | slug*ft^2 | slug*in^2
Details
行星齿轮的正标量惯性。
依赖关系
要使用该参数，请选中*惯性*参数的复选框。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
热端口
#
Thermal mass —
热容
J/K | kJ/K
Details
元件温度变化一度所需的热能。热容量越大，元件对温度变化的抵抗力越强。
依赖关系
要使用此参数，请将*摩擦模型*参数设置为 "随温度变化的效率"。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |
#
Initial temperature —
初始温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Details
模拟开始时区块的温度。初始温度根据指定的矢量设置组件的初始效率值。
依赖关系
要使用该参数，请将*摩擦模型*参数设置为 "取决于温度的效率"。
| 计量单位 |
|
| 默认值 |
|
| 程序使用名称 |
|
| 可计算 |
是 |