Sun-Planet Bevel

Страница в процессе разработки.

Планетарный редуктор, состоящий из ведущей, конических планетарных и солнечной шестерен, с регулируемым передаточным числом, ориентацией передачи и потерями на трение.

sun planet bevel

Описание

Блок Sun-Planet Bevel представляет собой ведущую, конические планетарные и солнечную шестерни. Планетарная шестерня соединена с ведущей и вращается относительно нее. Планетарная и солнечная шестерни вращаются с фиксированным передаточным числом. Направление вращения планетарной шестерни относительно солнечной задается параметром Assembly orientation.

Тепловая модель

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

Уравнения

Идеальные зубчатые передачи и коэффициенты передачи

Блок Sun-Planet Bevel накладывает одно кинематическое и одно геометрическое ограничение на три соединенные оси:

где

- радиус ведущей шестерни;
- угловая скорость ведущей шестерни;
- радиус солнечной шестерни;
- угловая скорость солнечной шестерни;
- радиус планетарной шестерни;
- угловая скорость планетарной шестерни.

Передаточное число для зацепления планетарной и солнечной шестерен равно:

где

- передаточное число для зубчатого зацепления планетарной и солнечной шестерен. Так как , ;
- количество зубьев планетарной шестерни;
- количество зубьев солнечной шестерни.

С точки зрения этого соотношения, ключевым кинематическим ограничением является:

при вращении планетарной и солнечной шестерни в одном направлении;
при вращении планетарной и солнечной шестерни в противоположных направлениях.

Три степени свободы сводятся к двум независимым парам шестеренок: ].

Передаточное число, , должно быть >1.

Передача крутящего момента осуществляется следующим образом:

где

- потеря крутящего момента;
- крутящий момент для солнечной шестерни;
- крутящий момент для планетарной шестерни.

В идеальном случае, когда нет потерь при передаче крутящего момента, . Результирующее уравнение передачи крутящего момента: .

Допущения и ограничения

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

Порты

Ненаправленные

# C — ведущая шестерня
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с ведущей шестерней планетарной передачи.

Имя для программного использования

carrier_flange

# P — планетарная шестерня
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с планетарной шестерней планетарной передачи.

Имя для программного использования

planet_flange

# S — солнечная шестерня
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с солнечной шестерней планетарной передачи.

Имя для программного использования

sun_flange

# H — тепловой поток
тепло

Details

Ненаправленный порт, связанный с тепловым потоком.

Тепловой порт позволяет моделировать тепловой поток между блоком и подключенной сетью.

Зависимости

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

Имя для программного использования

thermal_port

Параметры

Main

# Planet (P) to sun (S) teeth ratio (NP/NS) — передаточное число от планетарной шестерни к солнечной

Details

Передаточное число оборотов планетарной к оборотам солнечной шестерни. Определяется числом зубьев планетарной шестерни, деленным на число зубьев солнечной шестерни. Это значение должно быть строго >1.

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

# Assembly orientation — относительное направление вращения шестерен
Left - Sun and planet gears rotate in same direction | Right - Sun and planet gears rotate in opposite direction

Details

Относительная ориентация солнечной и планетарной шестеренок и направление их вращения. Левая или правая ориентация подразумевает, что шестеренки вращаются в одном и том же или противоположном направлении, соответственно.

Значение по умолчанию	`Left - Sun and planet gears rotate in same direction`
Имя для программного использования	`assembly_orientation`

Meashing Losses

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

Details

Модель трения в передаче. Задается как:

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

Значение по умолчанию	`No meshing losses - Suitable for HIL simulation`
Имя для программного использования	`friction_model`

# Ordinary efficiency — КПД передачи крутящего момента

Details

КПД передачи крутящего момента, , для зацепления пары планетарных шестерен с солнечной. Значение должно соответствовать условию

Зависимости

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

Значение по умолчанию	`0.9`
Имя для программного использования	`efficiency_const`

Details

Вектор температур, используемых для построения интерполяционной таблицы соответствия температуры и эффективности. Элементы вектора должны монотонно возрастать.

Зависимости

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

Значение по умолчанию	`[280.0, 300.0, 320.0] K`
Имя для программного использования	`temperature_vector`

# Efficiency — вектор значений КПД

Details

Вектор значений КПД, , для зацепления внешняя планетарная-внутренняя планетарная шестерни. Блок использует эти значения для построения одномерной таблицы температурной эффективности. Элемент вектора должен находиться в интервале (0,1].

Каждый элемент - это КПД, относящийся к соответствующему значению температуры в векторе значений параметра. Длина вектора должна быть равна длине вектора 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, 0.90, 0.85]`
Имя для программного использования	`efficiency_vector`

# Sun-carrier power threshold — минимальные значения мощности
W | GW | MW | kW | mW | uW | HP_DIN

Details

Пороговое значение мощности, , при превышении которого применяется значение полного КПД передачи крутящего момента. При значении ниже указанного, КПД сглаживается с помощью гиперболической функции тангенса.

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

Зависимости

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

Значение по умолчанию	`0.001 W`
Имя для программного использования	`power_threshold`

Viscous Losses

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

Details

Коэффициентов вязкого трения, , для движения солнечной шестерни.

Значение по умолчанию	`0.0 N*m/(rad/s)`
Имя для программного использования	`viscous_coefficient`

Thermal Port

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

Details

Тепловая энергия, необходимая для изменения температуры компонента на одну единицу температуры. Чем больше тепловая масса, тем более устойчив компонент к изменению температуры.

Зависимости

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

Значение по умолчанию	`50.0 J/K`
Имя для программного использования	`thermal_mass`