Planet-Planet

Планетарная передача из ведущей, внутренней и внешней планетарных шестерен с регулируемым передаточным числом и потерями на трение.

Тип: Engee1DMechanical.Transmission.Gears.Planetary.Auxiliary.PlanetPlanet

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Gears/Planetary Subcomponents/Planet-Planet

Описание

Блок Planet-Planet представляет собой ведующую шестерню и две внутренние-внешние пары планетарных шестерен. Обе планетарные шестерни соединены с ведущей шестерней и вращаются относительно нее. Планетарные шестерни вращаются в одинаковом направлении с фиксированным передаточным числом, которое задается пользователем. Подробную информацию о модели см. в разделе Уравнения.

planet planet 1

Тепловая модель

Вы можете моделировать эффекты теплового потока и изменения температуры, включив дополнительный тепловой порт. Чтобы использовать тепловой порт, установите для параметра Friction model значение Temperature-dependent efficiency.

Уравнения

Идеальные зубчатые передачи и коэффициенты передачи

Блок Planet-Planet накладывает одно кинематическое и одно геометрическое ограничение на три связанные оси:

Передаточное число внешней планетарной шестерни к внутренней планетарной шестерне составляет

где — число зубьев на каждой шестерне. С точки зрения этого соотношения, ключевым кинематическим ограничением является

Три степени свободы сводятся к двум независимым степеням свободы. Пара шестеренок: .

Передача крутящего момента осуществляется следующим образом:

В идеальном случае, когда нет потерь при передаче крутящего момента, .

Неидеальные ограничения и потери в зубчатых передачах

В неидеальном случае . Подробнее см. в статье Моделирование механических передач с потерями.

Допущения и ограничения

Инерция зубчатых колес пренебрежимо мала.
Шестерни рассматриваются как твердые тела.

Порты

Ненаправленные

# Po — внешняя планетарная шестерня
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с внешней планетарной шестерней.

Имя для программного использования

outer_planet_flange

# Pi — внутренняя планетарная шестерня
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с внутренней планетарной шестерней.

Имя для программного использования

inner_planet_flange

# C — ведущая шестерня
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с ведущей шестерней.

Имя для программного использования

carrier_flange

# H — тепловой поток
тепло

Details

Ненаправленный порт, связанный с тепловым потоком. Тепловой поток влияет на эффективность передачи мощности, изменяя температуру шестерни.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Friction model значение Temperature-dependent efficiency.

Имя для программного использования

thermal_port

Параметры

Основные

# Outer planet (Po) to inner planet (Pi) teeth ratio (NPo/NPi) — передаточное число от внешней планетарной шестерни к внутренней

Details

Передаточное число внешней и внутренней планетарных шестерен определяется делением числа зубьев внешней планетарной шестерни на число зубьев внутренней планетарной шестерни. Передаточное число должно быть строго положительным.

Значение по умолчанию	`2.0`
Имя для программного использования	`ratio`
Вычисляемый	Да

Потери в передаче

# Friction model — модель трения
No meshing losses - Suitable for HIL simulation | Constant efficiency | Temperature-dependent efficiency

Details

Модель трения для блока задается следующим образом:

No meshing losses - Suitable for HIL simulation — зубчатое зацепление считается идеальным.
Constant efficiency — передача крутящего момента между зубчатыми парами снижается на постоянную величину КПД таким образом, что .
Temperature-dependent efficiency — передача крутящего момента между зубчатыми парами определяется по интерполяционной таблице соответствия температуры и КПД передачи крутящего момента.

Значения	`No meshing losses - Suitable for HIL simulation` \| `Constant efficiency` \| `Temperature-dependent efficiency`
Значение по умолчанию	`No meshing losses - Suitable for HIL simulation`
Имя для программного использования	`friction_model`
Вычисляемый	Да

# Ordinary efficiency — КПД передачи крутящего момента

Details

КПД передачи крутящего момента для зацепления внешней и внутренней пары планетарных зубчатых шестеренок. Это значение должно находиться в диапазоне (0,1].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Constant efficiency.

Значение по умолчанию	`0.98`
Имя для программного использования	`efficiency`
Вычисляемый	Да

# Inner planet-carrier power threshold — минимальное значение пороговой мощности для внутренней опоры планетарной шестерни
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

Пороговое значение мощности , при превышении которого применяется полное значение КПД. При значении ниже указанного значение КПД сглаживается с помощью функции гиперболического тангенса.

Если установить для параметра Friction model значение Constant efficiency, блок снижает потери эффективности до нуля, когда мощность не передается. Если установить для параметра Friction model значение Temperature-dependent efficiency, блок сглаживает коэффициенты полезного действия между нулем в состоянии покоя и значениями, указанными в таблицах соответствия температуры и КПД при пороговых значениях мощности.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Constant efficiency или Temperature-dependent efficiency.

Единицы измерения	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
Значение по умолчанию	`0.001 W`
Имя для программного использования	`power_threshold`
Вычисляемый	Да

Details

вектор значений температуры, используемых для построения интерполяционной таблицы соответствия температуры и КПД передачи крутящего момента. Элементы вектора должны монотонно возрастать.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Temperature-dependent efficiency.

Единицы измерения	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
Значение по умолчанию	`[280.0, 300.0, 320.0] K`
Имя для программного использования	`temperature_vector`
Вычисляемый	Да

# Efficiency — КПД передачи

Details

Вектор отношения выходной и входной мощности, описывающий поток мощности от внешней планетарной шестерни к внутренней, . Блок использует эти значения для построения одномерной справочной таблицы зависимости температуры от КПД.

Каждый элемент представляет собой КПД, относящийся к вектору температур в параметре Temperature. Длина вектора должна быть равна длине вектора параметра Temperature. Каждый элемент вектора должен находиться в диапазоне (0,1].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Temperature-dependent efficiency.

Значение по умолчанию	`[0.95, 0.9, 0.85]`
Имя для программного использования	`efficiency_vector`
Вычисляемый	Да

Вязкостные потери

# Inner planet-carrier viscous friction coefficient — коэффициент вязкого трения между шестернями
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Коэффициент вязкого трения для движения внутренней планетарной и ведущей шестерен.

Единицы измерения	`Nm/(rad/s)` \| `ftlbf/(rad/s)`
Значение по умолчанию	`0.0 N*m/(rad/s)`
Имя для программного использования	`viscous_coefficient`
Вычисляемый	Да

Тепловой порт

# Thermal mass — теплоемкость
J/K | kJ/K

Details

Тепловая энергия, необходимая для изменения температуры компонента на один градус. Чем больше теплоемкость, тем более устойчив компонент к перепадам температуры.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Friction model значение Temperature-dependent efficiency.

Единицы измерения	`J/K` \| `kJ/K`
Значение по умолчанию	`50.0 J/K`
Имя для программного использования	`thermal_mass`
Вычисляемый	Да

Подробнее

Полунатурное моделирование

Details

Для обеспечения оптимальной производительности моделирования установите для параметра Friction model значение по умолчанию (No meshing losses - Suitable for HIL simulation).