Variable Ratio Transmission
|
Страница в процессе разработки. |
Динамическая модель коробки передач с переменным и регулируемым передаточным числом, упругостью трансмиссии и потерями на трение.
Описание
Блок Variable Ratio Transmission представляет собой редуктор, который динамически передает движение и крутящий момент между двумя соединенными осями приводных валов: ведущей и ведомой.
Если в блоке игнорируется динамическая податливость трансмиссии, то приводные валы ограничены таким образом, чтобы их вращение производилось с переменным передаточным числом, которое можно контролировать. Можно выбрать, будет ли ведомая ось вращаться в том же или противоположном направлении, что и ведущая ось. Если ведомая и ведущая оси вращаются в одном направлении, то их угловые скорости и имеют одинаковый знак. Если ведомая и ведущая оси вращаются в противоположных направлениях, то и имеют противоположные знаки.
Упругость трансмиссии вводит внутреннюю временную задержку между движениями осей. В отличие от зубчатой передачи, редуктор с переменным передаточным числом не имеет кинематических ограничений. Можно также контролировать потери крутящего момента, вызванные потерями на трение и передачу.
Идеальная передача движения и крутящего момента
Блок Variable Ratio Transmission динамически передает движение и крутящий момент между ведущим и ведомым валами.
Если относительное смещение между осями отсутствует, блок эквивалентен передаче с переменным передаточным числом . Такая передача накладывает зависящее от времени кинематическое ограничение на движение двух приводных валов:
Однако блок Variable Ratio Transmission включает в себя упругую связь между осями. Динамическая передача движения и крутящего момента заменяют кинематическое ограничение ненулевым , которое динамически реагирует через базовые параметры податливости и :
где
-
– крутящий момент ведущего вала;
-
– крутящий момент ведомого вала;
-
– потери при передаче крутящего момента. В идеальном случае .
Оценка параметров податливости
-
Можно оценить базовую угловую податливость на основе постоянной времени передачи и моменту инерции :
-
Можно оценить базовую податливость по угловой скорости на основе постоянной времени передачи , момента инерции и коэффициента демпфирования :
Неидеальная передача крутящего момента и потери
При неидеальной передаче крутящего момента потери . Блок Variable Ratio Transmission моделирует потери аналогично потерям в неидеальных зубчатых передачах. Подробнее о моделировании неидеальных передач см. в статье Моделирование механических передач с потерями.
В неидеальной коробке передач угловая скорость и динамика податливости остается такой же, как и в идеальном случае. Передаваемый крутящий момент и мощность уменьшаются в связи с:
-
кулоновским трением (например, трением между ремнем и колесом или внутренними потерями из-за растяжения ремня), характеризующимся КПД ;
-
вязким сцеплением приводных валов с подшипниками, параметризуемое коэффициентами вязкого трения .
Когда угловая скорость меняет знак, функция гиперболического тангенса сглаживает изменение крутящего момента от кулоновского трения.
| Поток мощности | Условие потерь мощности | Выход карданного вала, |
|---|---|---|
Прямой |
|
Ведомый, |
Обратный |
|
Ведущий, |
Порты
Ненаправленные
#
B
—
ведущий карданный вал
вращательная механика
Details
Ненаправленный порт, связанный с ведущим валом.
| Имя для программного использования |
|
#
F
—
ведомый карданный вал
вращательная механика
Details
Ненаправленный порт, связанный с ведомым валом.
| Имя для программного использования |
|
Вход
#
r
—
отношение скорости вращения вала на входе к скорости на выходе
скаляр
Details
Безразмерное отношение скорости вращения вала на входе к скорости на выходе.
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Нет |
Параметры
Main
#
Output shaft rotates —
направление вращения выходного вала по отношению к направлению вращения входного вала
In same direction as input shaft | In opposite direction to input shaft
Details
Направление вращения выходного вала по отношению к направлению вращения входного вала.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
Compliance
#
Transmission stiffness at base (B) —
коэффициент жесткости ведущего вала
HP_DIN/rpm | N*m/rad | W*s/rad | m*mN/rad | HP_DIN*s/rad | ft*lbf/rad
Details
Величина, обратная угловой податливости , измеренной у ведущего вала.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
#
Transmission damping at base (B) —
коэффициент демпфирования ведущего вала
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)
Details
Величина, обратная угловой податливости демпфирования , измеренной у ведущего вала.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
#
Initial input torque at base (B) —
начальный крутящий момент ведущего вала
N*m | mN*m | lbt*ft
Details
Крутящий момент, приложенный к ведущему приводному валу в начале моделирования.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
Transmission Losses
# Losses model — моделирование потерь
Details
Если этот флажок снят, то блок рассчитывает идеальную передачу крутящего момента.
Если этот флажок установлен, то блок рассчитывает потери на трение при неидеальной передаче крутящего момента: уменьшает передачу крутящего момента коробки передач на постоянную величину КПД , удовлетворяющую условию
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
# Efficiency — КПД передачи крутящего момента от ведущего вала к ведомому
Details
КПД передачи крутящего момента между ведущим и ведомым валами.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Losses model.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
#
Follower angular velocity threshold —
пороговое значение угловой скорости ведомого вала
rpm | deg/s | rad/s
Details
Пороговое значение абсолютной угловой скорости , выше которого производится полный учет потерь КПД для скорости ведомого вала .
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Losses model.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
Viscous Losses
#
Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F) —
вектор коэффициентов вязкого трения ведущего и ведомого вала
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)
Details
Вектор коэффициентов вязкого трения для ведущего и ведомого вала, соответственно.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|