Belt Pulley

摩擦带复盖皮带轮圆周的皮带传动元件。

模块类型: Engee1DMechanical.Transmission.BeltPulley

库中的路径:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Couplings & Drives/Belt Pulley

资料描述

座 Belt Pulley 它是用灵活的理想，扁平或楔形皮带包裹的滑轮。设置参数时 Belt type 价值观 Ideal - No slip 皮带不会相对于皮带轮表面滑动。另外，滑轮的线性运动可以被启用。

块考虑到柔性带和带轮表面之间的摩擦。当负载超过摩擦力时，张紧器滑动。该装置考虑了柔性皮带上的离心载荷、皮带轮的惯性和轴承中的摩擦。

belt pulley 1 cn

带的端部既可沿一个方向移动，也可沿相反方向移动。

块方程涉及皮带分支之间以及皮带轮和皮带之间的功率传递。主分支和从分支使用相同的计算。如果没有足够的张力，摩擦力不足以在皮带轮和皮带之间传递动力。

当皮带的两端处于张力状态时，该模型可以正常工作。组装模型时，通过向皮带的至少一个端部添加质量或添加张紧器，确保在整个仿真过程中保持张力。使用可变视图窗口确保连接到皮带的所有弹簧都处于张力状态。

为参数 Friction model 您可以设置值 Modal 为滑轮使用模态参数化。选择模态参数化以获得更高的数值稳定性。若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 Flat belt 或 V-belt.

座 Belt Pulley 使用复合块实现 *基本摩擦离合器*为模态参数化创建条件。

方程

对于任何参数值 Friction model 块方程是指以下值:

--皮带方向标志。如果为参数 Belt direction 值已设置 Ends move in same direction 然后 . 否则的话 ;
--皮带与皮带轮周边之间的相对速度。如果为参数 Belt type 值已设置 Ideal - No slip;
--分支的线速度*A*;
--分支的线速度*B*;
--滑轮中心的线速度。如果复选框为 Pulley translation 删除，块限制值按价值计算 ;
--滑轮接触面的角速度;
--滑轮的半径;
--皮带离心力;
--通过滑轮的重心作用的力。选中复选框时 Inertia , 包括由于滑轮质量的加速度而产生的力;
--皮带的运行重量;
--皮带轮与皮带之间的摩擦力;
--沿分支作用的力*A*;
--沿*B分支作用的力*;
--周长角度;
--滑轮的扭矩。

皮带轮和皮带之间的运动约束:

如果为参数 Belt type 值已设置 V-belt 或 Flat belt 和复选框设置 Centrifugal force ，那么离心力将等于:

如果你选中了这个框 Pulley translation ，力的平衡方程将采取形式:

来计算 ,街区:

*平滑在帮助下 . 您可以通过增加来增加平滑，并通过降低降低抗锯齿 ; *使上述值饱和 .

belt pulley 2

根据接受的符号系统，如果为参数 Belt direction 值已设置 Ends move in opposite direction，端口*S*处的正旋转导致端口*A*处的负位移和端口*B*处的正位移。

使用参数 Friction model ，为参数设置 Belt type 价值 Flat belt 或 V-belt.

连续摩擦

如果为参数 Friction model 值已设置 Continuous 块方程指的是下列量:

--参数值 Contact friction coefficient ;
--摩擦系数的瞬时值;
--参数值 Velocity threshold ;
--粘滞轴承阻尼;
--参数值 Force threshold .

瞬时摩擦系数是相对速度的函数:

其中双曲正切函数提供了数值稳定性，保证了零交叉的平滑和连续的输出信号 .

对于楔形皮带，块使用皮带轮槽的角度计算接触摩擦的值:

哪里

--有效摩擦系数;
--滑轮槽的角度。

对于平带 .

摩擦速度的阈值确定其中摩擦系数从零变化到稳定最大值的区域的宽度。摩擦速度的阈值确定双曲正切所处的速度 0.999. 该值越低，变化越陡。 .

块将摩擦力对带端部的力的影响定义为

这对应于圆柱体上绳索摩擦的欧拉方程，也称为欧拉-Eitelwein方程。作用在皮带轮上的扭矩为

哪里如果为参数 Belt type 值已设置 Ideal - No slip. 否则的话:

现代摩擦

对于楔形皮带，该单元使用皮带轮槽的角度计算静摩擦和动摩擦的值:

哪里

--参数值 Static friction coefficient ;
--有效静摩擦系数;
--参数值 Kinetic friction coefficient ;
--有效的动力学摩擦系数;
--滑轮槽的角度。

对于平带，而 .

如果为参数 Friction model 值已设置 Modal，块计算开始打滑前的最大静摩擦力为

哪里 --由于静摩擦产生的最大力，以及 --由拉力最高的滑轮末端的拉力引起的力。如在，该块使用用于平滑 . 增加或减少抗锯齿，增加或减少参数值 Force threshold .

块平滑饱和大于或等于的值 :

滑倒时:

哪里 --动力学摩擦系数。单位解决扭矩平衡的问题使用

和

哪里 AnyMath 登记册如何 fundamental_clutch。T.

假设和限制

*该块在整个皮带长度上没有延展性。

*该块假定皮带的两端在整个模拟过程中保持足够的张力。

*该块认为滑轮中心的运动是平的，其中滑轮沿着滑轮周长角的平分线移动。中心的速度和权力仅考虑沿该运动线的分量。

*皮带摩擦的Eitelwein方程忽略了皮带轮运动对摩擦的影响。

港口

非定向

# C — 滑轮中心线速度
平移力学

Details

滑轮的运动相关联的非定向端口。所述滑轮在所述平面内并沿所述滑轮圆周角的平分线移动。当相对速度为正时，滑轮的中心移动。

依赖关系

要使用此端口，请选中此框 Pulley translation .

程序使用名称

case_flange

# A — 带端a的线速度
平移力学

Details

带A末端线速度连接的无方向性端口。

程序使用名称

flange_a

# B — 带端b的线速度
平移力学

Details

带端的线速度相连的无方向性端口。

程序使用名称

flange_b

# S — 滑轮轴的角速度
旋转力学

Details

与所述滑轮轴的角速度连接的非定向端口。

程序使用名称

shaft_flange

参数

Belt

# Belt type — 皮带参数化
Ideal - No slip | Flat belt | V-belt

Details

选择皮带的类型。皮带的类型影响滑移条件:

Ideal - No slip --参数化不相对于滑轮滑移的理想皮带。
Flat belt --具有矩形横截面的皮带的参数化。
V-belt --楔形带的参数化。

值	`Ideal - No slip` \| `Flat belt` \| `V-belt`
默认值	`Ideal - No slip`
程序使用名称	`belt_type`
可计算	无

# Belt mass per unit length — 跑步重量
kg/m

Details

离心力的贡献，由线密度定义，表示为单位长度的质量。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 Flat belt 或 V-belt 还有一面旗帜 Centrifugal force .

计量单位	`kg/m`
默认值	`0.6 kg/m`
程序使用名称	`linear_density`
可计算	是

# Maximum tension — 阈值张力参数

Details

设定最大张力的能力。如果选择此选项，并且皮带两端的张力达到或超过为参数设置的值 Belt maximum tension ，模拟将停止并给出错误。

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

# Belt maximum tension — 最大张力阈值
N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf

Details

每个皮带的最大允许张力。当皮带任一端的张力达到或超过该值时，模拟停止并产生错误。

依赖关系

若要使用此选项，请选中此框 Maximum tension .

计量单位	`N` \| `nN` \| `uN` \| `mN` \| `kN` \| `MN` \| `GN` \| `dyn` \| `lbf` \| `kgf`
默认值	`100000.0 N`
程序使用名称	`F_tension_max`
可计算	是

# Centrifugal force — 考虑离心力的选择

Details

一个选项，以考虑离心力的影响。如果选中此框，离心力将达到大约 90 带的每一端处的力值的％。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 Flat belt 或 V-belt.

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

# Number of V-belts — 皮带数目

Details

楔形带的数量。

块将非整数值舍入到最接近的整数。增加绑带的数量增加了单位长度的有效质量和最大允许张力。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 V-belt.

默认值	`1`
程序使用名称	`belt_count`
可计算	是

# Belt direction — 带端部的初始相对运动方向
Ends move in same direction | Ends move in opposite direction

Details

带的一端相对于另一端平移运动的相对方向。

值	`Ends move in same direction` \| `Ends move in opposite direction`
默认值	`Ends move in opposite direction`
程序使用名称	`belt_direction`
可计算	无

# V-belt sheave angle — 滑轮槽角
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

楔形带的带轮槽的角度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 V-belt.

计量单位	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
默认值	`30.0 deg`
程序使用名称	`sheave_angle`
可计算	是

Contact

# Initial state — 滑轮的初始状态
Unlocked | Locked

Details

在滑轮锁定或解锁的情况下初始化模拟的能力。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 价值 Modal.

值	`Unlocked` \| `Locked`
默认值	`Unlocked`
程序使用名称	`initial_state`
可计算	无

# Velocity threshold — 接触阈值
m/s | mm/s | cm/s | km/s | m/hr | km/hr | in/s | ft/s | mi/s | ft/min | mi/hr | kn

Details

接触的动力学摩擦达到峰值所需的相对速度。摩擦速度的阈值，增加了模拟的数值稳定性，保证了改变速度方向时力的连续性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 Flat belt 或 V-belt.

计量单位	`m/s` \| `mm/s` \| `cm/s` \| `km/s` \| `m/hr` \| `km/hr` \| `in/s` \| `ft/s` \| `mi/s` \| `ft/min` \| `mi/hr` \| `kn`
默认值	`0.001 m/s`
程序使用名称	`v_threshold`
可计算	是

# Wrap angle — 皮带与皮带轮的接触角
rad | deg | rev | mrad | arcsec | arcmin | gon

Details

带与带轮之间的径向接触角。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 Flat belt 或 V-belt.

计量单位	`rad` \| `deg` \| `rev` \| `mrad` \| `arcsec` \| `arcmin` \| `gon`
默认值	`180.0 deg`
程序使用名称	`phi_wrap`
可计算	是

# Kinetic friction coefficient — 动力学摩擦系数

Details

带打滑时的摩擦。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 价值 Modal.

默认值	`0.42`
程序使用名称	`kinetic_friction_coefficient`
可计算	是

# Static friction coefficient — 静摩擦系数

Details

带摩擦，同时保持静接触。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 价值 Modal.

默认值	`0.5`
程序使用名称	`static_friction_coefficient`
可计算	是

# Contact friction coefficient — 接触摩擦系数

Details

带与带轮表面之间的库仑摩擦系数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Friction model 价值 Continuous.

默认值	`0.5`
程序使用名称	`friction_coefficient`
可计算	是

# Friction model — 选择摩擦方法
Continuous | Modal

Details

连续或模态摩擦的参数化的可能性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 Flat belt 或 V-belt.

值	`Continuous` \| `Modal`
默认值	`Modal`
程序使用名称	`friction_model`
可计算	无

# Force threshold — 力阈值
N | nN | uN | mN | kN | MN | GN | dyn | lbf | kgf

Details

接触时达到动力学摩擦峰值所需的相对力。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Belt type 价值 Flat belt 或 V-belt.

计量单位	`N` \| `nN` \| `uN` \| `mN` \| `kN` \| `MN` \| `GN` \| `dyn` \| `lbf` \| `kgf`
默认值	`0.01 N`
程序使用名称	`F_threshold`
可计算	是

Pulley

# Pulley radius — 滑轮半径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

滑轮的半径。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.15 m`
程序使用名称	`pulley_radius`
可计算	是

# Inertia — 转动惯量

Details

使用初始速度参数化旋转惯性矩的可能性。

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

# Pulley initial translation velocity — 滑轮的初始平移速度
m/s | mm/s | cm/s | km/s | m/hr | km/hr | in/s | ft/s | mi/s | ft/min | mi/hr | kn

Details

滑轮的初始平移速度。

依赖关系

要使用此选项，请选中复选框 Pulley translation 及 Inertia .

计量单位	`m/s` \| `mm/s` \| `cm/s` \| `km/s` \| `m/hr` \| `km/hr` \| `in/s` \| `ft/s` \| `mi/s` \| `ft/min` \| `mi/hr` \| `kn`
默认值	`0.0 m/s`
程序使用名称	`v_start`
可计算	是

Details

滑轮转动的惯性矩。

依赖关系

若要使用此选项，请选中此框 Inertia .

计量单位	`kgm^2` \| `gm^2` \| `kgcm^2` \| `gcm^2` \| `lbmin^2` \| `lbmft^2` \| `slugin^2` \| `slugft^2`
默认值	`0.01 kg*m^2`
程序使用名称	`I_pulley`
可计算	是

# Bearing viscous friction coefficient — 轴承的粘性摩擦
N*m*s/rad | mN*m*s/rad | kN*m*s/rad | kgf*m*s/rad | lbf*ft*s/rad

Details

持滑轮轴的轴承相关联的粘性摩擦。

计量单位	`Nms/rad` \| `mNms/rad` \| `kNms/rad` \| `kgfms/rad` \| `lbffts/rad`
默认值	`0.001 Nms/rad`
程序使用名称	`pulley_viscous_coefficient`
可计算	是

# Pulley translation — 一个选项，允许您模拟滑轮的线性运动

Details

模拟滑轮运动的能力。选中此框将激活*C*端口。

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

# Pulley mass — 滑轮重量
kg | mg | g | t | lbm | oz | slug

Details

用于计算惯性的滑轮的质量。

依赖关系

要使用此选项，请选中复选框 Pulley translation 及 Inertia .

计量单位	`kg` \| `mg` \| `g` \| `t` \| `lbm` \| `oz` \| `slug`
默认值	`0.01 kg`
程序使用名称	`pulley_mass`
可计算	是

Details

滑轮的初始旋转速度。

依赖关系

若要使用此选项，请选中此框 Inertia .

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`0.0 rad/s`
程序使用名称	`w_start`
可计算	是

此外

硬件和软件建模

Details

在参数组中获得最佳仿真性能 Belt 取消选中该框 Centrifugal force .

文学作品

约翰逊，肯尼斯L.Contact Mechanics。剑桥：剑桥大学。出版社，2003年。