Документация Engee

Universal Joint

Вращательная соединительная муфта между двумя карданными валами.

Тип: Engee1DMechanical.Elements.Rotational.UniversalJoint

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Couplings & Drives/Universal Joint

Описание

Блок Universal Joint представляет собой вращательную муфту между двумя карданными валами. Муфта передает крутящий момент между валами, благодаря чему они вращаются как единое целое под действием нагрузки. Две вращательные степени свободы, внутренние по отношению к муфте, позволяют соединять валы под углом. Этот угол пересечения изменяется в зависимости от сигнала, поступающего из порта A. Дополнительная податливость, выполненная в виде параллельного набора пружинных амортизаторов, позволяет муфте деформироваться под нагрузкой.

Блок Universal Joint можно использовать в качестве соединения между двумя вращающимися компонентами привода, например, между ведущим и ведомым валами в автомобильной трансмиссии. universal joint 1 ru

Соотношение угловых скоростей валов зависит от двух параметров: угла пересечения двух валов и угла поворота ведущего вала. Входной физический сигнал определяет угол пересечения, в то время как параметр инспектора свойств определяет начальный угол ведущего вала. Эти два угла определяют соотношение двух угловых скоростей вала согласно нелинейному уравнению

где

  • — угловая скорость ведомого вала вокруг его продольной оси;

  • — угловая скорость ведущего вала вокруг его продольной оси;

  • — угол поворота ведущего вала вокруг его продольной оси;

  • — угол пересечения ведущего и ведомого валов относительно шейки ведущего вала.

Две схемы на рисунке иллюстрируют параметры уравнения. На каждой схеме левый вал соответствует ведущему валу, а правый вал — ведомому валу. На схеме справа изображена соединительная муфта, такая же как на схеме слева, но после поворота валов на 90° вокруг их продольных осей (пунктирные линии).

universal joint 2

На рисунке угол пересечения — это угол между двумя валами относительно шейки ведущего вала. Абсолютное значение этого угла должно находиться в диапазоне 0 ≤ A < Maximum intersection angle. Угол наклона ведущего вала — это угол наклона ведущего вала относительно его продольной оси. Угол наклона ведущего вала также является интегралом по времени от угловой скорости ведущего вала .

Порты

Вход

# A — угол пересечения
скаляр

Details

Входной порт физического сигнала для угла пересечения.

Типы данных

Float64

Поддержка комплексных чисел

Нет

Ненаправленные

# B — ведущий вал
вращательная механика

Details

Сохранение вращательного порта, связанного с ведущим валом.

Имя для программного использования

base_flange

# F — ведомый вал
вращательная механика

Details

Сохранение вращательного порта, связанного с ведомым валом.

Имя для программного использования

follower_flange

Параметры

Параметры

# Maximum joint angle — максимальный угол пересечения валов,
deg | rad | rev | mrad

Details

Максимальный угол пересечения, который допускает соединительная муфта. Этот угол измеряет вращение между ведущим и ведомым валами вокруг шейки ведущего вала. Значение этого угла должно находиться в диапазоне рад.

Единицы измерения

deg | rad | rev | mrad

Значение по умолчанию

0.7853981633974483 rad

Имя для программного использования

max_angle

Вычисляемый

Да

# Joint compliance — модель податливости

Details

Модель податливости для блока:

  • по умолчанию флажок не установлен — жесткость и амортизация не моделируются;

  • если флажок установлен, жесткость и амортизация моделируются.

Значение по умолчанию

false (выключено)

Имя для программного использования

enable_compliance

Вычисляемый

Да

# Initial base shaft angle — начальный угол наклона ведущего вала
deg | rad | rev | mrad

Details

Угол поворота ведущего вала вокруг его продольной оси в начале моделирования.

Единицы измерения

deg | rad | rev | mrad

Значение по умолчанию

0.0 rad

Имя для программного использования

phi_base_start

Вычисляемый

Да

# Joint stiffness — коэффициент жесткости
HP_DIN/rpm | N*m/rad | W*s/rad | m*mN/rad | HP_DIN*s/rad | ft*lbf/rad

Details

Линейная пружинная жесткость соединения. Жесткость пружины учитывает накопление энергии упругой деформации в соединении за счет податливости материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок рядом с параметром Joint compliance.

Единицы измерения

HP_DIN/rpm | N*m/rad | W*s/rad | m*mN/rad | HP_DIN*s/rad | ft*lbf/rad

Значение по умолчанию

1.0e6 N*m/rad

Имя для программного использования

k

Вычисляемый

Да

# Joint damping — коэффициент демпфирования
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Линейный коэффициент демпфирования в соединении. Коэффициент демпфирования учитывает рассеяние энергии в соединении за счет податливости материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок рядом с параметром Joint compliance.

Единицы измерения

N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Значение по умолчанию

1000.0 N*m/(rad/s)

Имя для программного использования

C

Вычисляемый

Да

# Initial torque from base to follower shaft — начальный крутящий момент
N*m | mN*m | lbf*ft

Details

Крутящий момент, который ведущий вал передает ведомому валу в начале моделирования. Этот крутящий момент определяет начальное состояние податливости материала в соединении. Установите это значение больше нуля, чтобы предварительно нагрузить валы крутящим моментом. Изменение этого значения изменяет начальный переходный режим из-за податливости материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок рядом с параметром Joint compliance.

Единицы измерения

N*m | mN*m | lbf*ft

Значение по умолчанию

0.0 N*m

Имя для программного использования

T_start

Вычисляемый

Да