Планетарный передача со сцепленными сателлитами

Планетарный механизм с двумя наборами зацепленных планетарных шестерен.

Тип: Engee1DMechanical.Transmission.Gears.Planetary.DoubleStage

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/1D Mechanical/Gears/Double-Pinion Planetary Gear

Описание

Блок Планетарный передача со сцепленными сателлитами представляет собой планетарный механизм с двумя наборами планетарных шестерен, зацепленных между солнечной и коронной шестернями. Одиночное водило удерживает два набора планетарных шестерен на разных радиусах относительно осевой линии солнечной шестерни, позволяя при этом отдельным шестерням вращаться относительно друг друга. Модель шестерен учитывает потери мощности, обусловленные трением между зубьями шестерен, находящихся в зацеплении, и вязким демпфированием вращающихся валов зубчатых передач.

double pinion planetary gear ru

Конструктивно планетарная передача с двумя шестернями напоминает шестерню Равиньо, но без второй, большой солнечной шестерни. Внутренние сателлиты зацепляются с солнечной шестерней, а внешние — с коронной. Благодаря наличию двух наборов планетарных шестерен планетарная передача с двумя шестернями меняет относительное направление вращения коронной и солнечной шестерен на противоположное.

Передаточное число пары зацепленных шестерен определяет относительные угловые скорости двух шестерен в этой паре. В блоке Планетарный передача со сцепленными сателлитами можно задать передаточные числа между коронной и солнечной шестернями, а также между внешней и внутренней планетарными передачами. Геометрическое ограничение определяет остальные передаточные числа: коронной шестерни к внешней планетарной передаче и внутренней планетарной передачи к солнечной шестерне. Это ограничивает радиус коронной шестерни суммой радиуса солнечной шестерни и диаметров внутренней и внешней планетарных передач.

где

— радиус коронной шестерни;
— радиус солнечной шестерни;
— радиус внутренней планетарной передачи;
— радиус внешней планетарной передачи.

double pinion planetary gear 1

Передаточное число коронной шестерни и внешней планетарной передачи составляет

Передаточное число внутренней планетарной передачи и солнечной шестерни составляет

Блок Планетарный передача со сцепленными сателлитами состоит из трех основных блоков: Корона-сателлит, Сателлит - сателлит и Солнце-сателлит, соединенных, как показано на рисунке. Каждый блок подключен к отдельному карданному валу через ненаправленный порт.

double pinion planetary gear ru

Тепловая модель

Вы можете моделировать влияние теплового потока и изменения температуры, включив дополнительный тепловой порт. Чтобы включить этот порт, установите для параметра Модель трения значение КПД, зависящий от температуры.

Допущения и ограничения

Инерция зубчатых колес пренебрежимо мала.
Шестерни рассматриваются как твердые тела.
Кулоновское трение замедляет симуляцию (подробнее см. здесь).

Порты

Ненаправленные

# C — водило сателлита планетарной передачи
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с водилом сателлита планетарной передачи.

Имя для программного использования

carrier_flange

# S — солнечная шестерня
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с солнечной шестерней.

Имя для программного использования

sun_flange

# R — коронная шестерня
вращательная механика

Details

Ненаправленный порт, связанный с коронной шестерней.

Имя для программного использования

ring_flange

# H — тепловой поток
тепло

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Модель трения значение КПД, зависящий от температуры.

Имя для программного использования

thermal_port

Параметры

Основные параметры

# Передаточное отношение короны к солнцу (NR/NS) — передаточное число коронной шестерни к солнечной

Details

Фиксированное передаточное число коронной шестерни к солнечной, определяемое отношением числа зубьев сателлита к числу зубьев солнечной шестерни.

Значение по умолчанию	`2`
Имя для программного использования	`ring_to_sun_ratio`
Вычисляемый	Да

# Передаточное отношение внешнего сателлита к внутреннему (NPo/NPi) — передаточное число внешней и внутренней планетарных передач

Details

Фиксированное передаточное число внешней и внутренней планетарных передач, определяемое отношением числа зубьев планетарной передачи к числу зубьев солнечной шестерни.

Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`outer_planet_to_inner_planet_ratio`
Вычисляемый	Да

Без потерь в передаче

# Модель трения — модель трения
Без потерь в передаче | Постоянный КПД | КПД, зависящий от температуры

Details

Модель трения для блока:

Без потерь в передаче — идеальное зацепление шестерен.
Постоянный КПД — передача крутящего момента между парами шестерен уменьшается на постоянный КПД , такой что .
КПД, зависящий от температуры — передача крутящего момента между парами шестерен определяется интерполяционной таблицей температуры.

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	Нет

# КПД солнце-сателлит, корона-сателлит, сателлит-сателлит — КПД передачи крутящего момента

Details

Вектор КПД передачи крутящего момента для зацеплений зубчатых пар солнце-сателлит, корона-сателлит и сателлит-сателлит соответственно. Элементы вектора должны находиться в интервале (0,1].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Модель трения значение Постоянный КПД.

Значение по умолчанию	`[0.98, 0.98, 0.99]`
Имя для программного использования	`efficiency_vector`
Вычисляемый	Да

# Порог мощности солнце-водило, корона-водило, сателлит-водило — минимальные пороговые значения мощности для зубчатых муфт: солнечная шестерня — водило, коронная шестерня — водило и сателлит — водило
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

Вектор пороговых значений мощности, при превышении которых применяются полные КПД. Введите пороговые значения в следующем порядке: солнечная шестерня — водило, коронная шестерня — водило, сателлит — водило.

Если для параметра Модель трения установлено значение Постоянный КПД, то блок снижает потери эффективности до нуля при отсутствии передачи мощности. Если для параметра Модель трения установлено значение КПД, зависящий от температуры, то блок сглаживает КПД от нуля в состоянии покоя до значений, указанных в интерполяционных таблицах температуры и эффективности при пороговых значениях мощности.

Пороговое значение мощности должно быть ниже ожидаемой передаваемой мощности во время моделирования. Более высокие значения могут привести к недооценке блоком потерь эффективности. Очень низкие значения могут увеличить вычислительные затраты.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Модель трения значение Постоянный КПД или КПД, зависящий от температуры.

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

Details

Вектор температур, используемый для построения одномерной интерполяционной таблицы соответствия температуры и эффективности. Элементы вектора должны возрастать слева направо.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Модель трения значение КПД, зависящий от температуры.

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

# КПД передачи солнце - сателлиты — КПД передачи крутящего момента от солнечной передачи к внутренним планетарным передачам

Details

Вектор соотношений выходной и входной мощности, описывающий поток мощности от солнечной шестерни к внутренним планетарным передачам . Блок использует эти значения для построения одномерной интерполяционной таблицы зависимости температуры от КПД.

Каждый элемент представляет собой КПД, связанный с температурой в векторе Температура. Длина вектора должна быть равна длине вектора Температура. Каждый элемент вектора должен находиться в диапазоне (0,1].

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.75, 0.65, 0.6]`
Имя для программного использования	`sun_to_planet_efficiency_vector`
Вычисляемый	Да

# КПД передачи корона - сателлиты — КПД передачи крутящего момента от коронной передачи к внешним планетарным передачам

Details

Вектор соотношений выходной и входной мощности, описывающий поток мощности от коронной шестерни к внешним планетарным передачам . Блок использует эти значения для построения одномерной интерполяционной таблицы зависимости температуры от КПД.

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.5, 0.45, 0.4]`
Имя для программного использования	`ring_to_planet_efficiency_vector`
Вычисляемый	Да

# КПД сателлит-сателлит — КПД передачи крутящего момента от внутренних планетарных передач к внешним

Details

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

Зависимости

Значение по умолчанию	`[0.5, 0.45, 0.4]`
Имя для программного использования	`planet_to_planet_efficiency_vector`
Вычисляемый	Да

Вязкостные потери

# Коэффициенты вязкого трения солнце-водило, корона-водила, сателлит-водило — вязкое трение зубчатых передач
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)

Details

Вектор коэффициентов вязкого трения для движения солнечной, коронной и планетарной шестерен соответственно.

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

Инерция

# Инерция — модель инерции

Details

Модель инерции для блока:

Флажок установлен — моделировать инерцию зубчатой передачи.
Флажок снят — пренебречь инерцией зубчатой передачи.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`enable_inertia`
Вычисляемый	Нет

Details

Момент инерции внутренних планетарных передач. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок рядом с параметром Инерция.

Единицы измерения	`kgm^2` \| `gm^2` \| `kgcm^2` \| `gcm^2` \| `lbmin^2` \| `lbmft^2` \| `slugin^2` \| `slugft^2`
Значение по умолчанию	`0.001 kg*m^2`
Имя для программного использования	`I_inner_planet`
Вычисляемый	Да

Details

Момент инерции внешних планетарных передач. Это значение должно быть положительным.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок рядом с параметром Инерция.

Единицы измерения	`kgm^2` \| `gm^2` \| `kgcm^2` \| `gcm^2` \| `lbmin^2` \| `lbmft^2` \| `slugin^2` \| `slugft^2`
Значение по умолчанию	`0.001 kg*m^2`
Имя для программного использования	`I_outer_planet`
Вычисляемый	Да

Тепловой порт

# Теплоемкость — тепловая масса
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

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

Details

Температура блока в начале моделирования. Начальная температура задает начальные КПД компонентов в соответствии с их векторами КПД.

Зависимости

Единицы измерения	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
Значение по умолчанию	`300.0 K`
Имя для программного использования	`temperature_start`
Вычисляемый	Да

Дополнительно

Аппаратно-программное моделирование

Details

Для оптимальной производительности моделирования установите для параметра Модель трения значение по умолчанию: Без потерь в передаче.