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有损耗的机械齿轮建模

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齿轮*库块包含额外的内置摩擦损耗模型，用于表示非理想齿轮联接。在非理想齿轮副 (1,2) 中，角速度、齿半径、齿约束和齿轮比 保持不变。传递的扭矩和功率减少了：

  • 齿轮 1 和 2 上不完美的齿啮合面之间的库仑摩擦，参数为效率 ηη 。该系数取决于齿上的扭矩负荷。但通常假定其近似恒定。

  • 万向轴与轴承的粘性耦合，参数为粘性摩擦系数 μ 。

恒定效率

在最简单的非理想传输损耗模型中， η ，齿轮对 (1,2) 的啮合效率是恒定的，与负载（扭矩或传输功率）无关。 * 只有当传输功率超过临界功率值 时，以 η 表示的摩擦损耗才能得到有效利用。低于该值时，双曲正切函数将使效率趋于平缓。当没有功率传输时，Engee 使用摩擦力矩方程。

  • 对于载波齿轮， η 代表载波不动时确定的正常效率。

对于正向和反向动力流效率不同的齿轮：

  • η , 其中 η 是扭矩从从动轴传递到主轴的效率。

  • η 其中 η 是扭矩从基本轴传递到从动轴的效率。

摩擦扭矩的计算公式为

其中

  • - 传输扭矩

  • - 传输功率；

  • - 基本轴上的阈值功率，超过该值会出现总效率损失。

对于某些齿轮型号，如*简单齿轮*，假定正向和反向功率流 ηη 的效率相等。对于 Leadscrew 等单元，其中 由 代替，功率的表达式相同。

效率与负载的关系

与负载有关的效率 η 是使损耗模型更加精确的一种方法。与负载有关的效率示例见*简单齿轮*块页面。

取决于几何形状的效率

η 与齿轮啮合几何形状有关，是使损耗模型更精确的另一种方法。Leadscrew 块页面提供了一个与几何形状有关的效率示例。

粘性摩擦

在使用非理想润滑轴承连接齿轮的传动轴上，轴所经历的粘性摩擦由粘性摩擦系数 μ 控制。传动轴上的粘性摩擦扭矩 a 等于 μω ，其中 ω 是传动轴相对于其安装座或固定座（如果有固定座）的角速度。

有用参考资料

  1. 机械齿轮建模