Simple Gear with Variable Efficiency
|
Страница в процессе разработки. |
Простой цилиндрический редуктор с регулируемым КПД зацепления.
Описание
Блок Simple Gear with Variable Efficiency представляет собой простую зубчатую передачу с регулируемым КПД зацепления. Зубчатая передача передает крутящий момент с заданным соотношением между ведущей и ведомой шестернями, расположенными в параллельных плоскостях. Вращение шестерен может происходить в одном или в противоположном направлениях. В неидеальном случае потери в зубчатой передаче включают в себя потери в зацеплении и вязких подшипниках. Чтобы задать переменный КПД зацепления, в блоке имеется управляющий порт, который можно использовать для ввода сигнала, изменяющегося во времени. Эффекты инерции и податливости игнорируются.
Идеальные зубчатые передачи и коэффициенты передачи
Блок Simple Gear with Variable Efficiency накладывает одно кинематическое ограничение на две связанные оси:
где
-
– радиус ведомой шестерни;
-
– угловая скорость ведомой шестерни;
-
– радиус ведущей шестерни;
-
– угловая скорость ведущей шестерни.
Передаточное число для зацепления ведомой и ведущей шестерен равно:
где
-
– число зубьев ведущей шестерни;
-
– число зубьев ведомой шестерни.
Две степени свободы сводятся к одной независимой шестерне.
Передача крутящего момента осуществляется следующим образом:
где
-
– крутящий момент на входе;
-
– крутящий момент на выходе;
-
– потери при передаче крутящего момента.
Для идеального случая .
Неидеальные ограничения и потери в зубчатых передачах
В неидеальном случае . Подробнее см. в статье Моделирование механических передач с потерями.
В неидеальной зубчатой паре угловая скорость, передаточное число и ограничения на количество зубьев остаются неизменными. Но передаваемый крутящий момент и мощность снижаются за счет:
-
Кулоновского трения между поверхностями зубьев на зубчатых колесах и , которое определяется КПД, .
-
Вязкого трения муфты приводных валов с подшипниками, которая определяется коэффициентами вязкого трения, .
Тепловая модель
Вы можете моделировать эффекты теплового потока и изменения температуры, включив дополнительный тепловой порт H. Чтобы использовать тепловой порт H, установите флажок для параметра Enable thermal port.
Включение тепловой модели:
-
Открывает ненаправленный порт H.
-
Включает параметр Thermal mass, который позволяет вам указать способность компонента сопротивляться изменениям температуры.
-
Включает параметр Initial Temperature, который позволяет задать начальную температуру.
Порты
Вход
#
E
—
КПД зацепления
скаляр
Details
Входной порт, связанный с КПД зацепления шестерни. КПД задается в диапазоне ].
| Типы данных |
|
| Поддержка комплексных чисел |
Нет |
Ненаправленные
#
B
—
ведущая шестерня
вращательная механика
Details
Ненаправленный порт, связанный с ведущей шестерней.
| Имя для программного использования |
|
#
F
—
ведомая шестерня
вращательная механика
Details
Ненаправленный порт, связанный с ведомой шестерней.
| Имя для программного использования |
|
#
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 флажок для параметра Enable thermal port.
| Имя для программного использования |
|
Параметры
Main
# Follower (F) to base (B) teeth ratio (NF/NB) — передаточное число от ведомой шестерне к ведущей
Details
Постоянное передаточное число, , оборотов ведомой шестерни к оборотам ведущей шестерни.
Передаточное число должно быть >0.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
#
Output shaft rotates —
направление вращения ведущей шестерни
In same direction as input shaft | In opposite direction to input shaft
Details
Направление движения ведомой шестерни относительно движения ведущей шестерни.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
Meshing Losses
# Minimum efficiency — минимальный КПД
Details
Наименьшее значение КПД, допустимое для данной передачи. КПД - это отношение мощности выходного и входного валов. Сигнал на порту E поддерживается на уровне выше минимального КПД и ниже . Наименьшее значение КПД должно быть >0.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
#
Follower power threshold —
минимальное значение пороговой мощности
W | GW | MW | kW | mW | uW | HP_DIN
Details
Абсолютное значение мощности ведомой шестерни, выше которого применяются полные значения КПД передачи крутящего момента, . При значениях ниже указанных, КПД сглаживается с помощью гиперболической функции тангенса между 0, когда двигатель работает, и заданным значением КПД.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
Viscous Losses
#
Viscous friction coefficients at base (B) and follower (F) —
коэффициенты вязкого трения между шестернями
N*m/(rad/s) | ft*lbf/(rad/s)
Details
Вектор значений коэффициентов вязкого трения для движения ведущей и ведомой шестерен соответственно. Чтобы пренебречь вязкими потерями, используйте значение по умолчанию [0.0, 0.0].
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
Thermal Port
# Enable thermal port — включение теплового порта
Details
При установке этого флажка отображается тепловой порт H, который позволяет подключить передачу к тепловой сети. Установка этого флажка также включает параметр Thermal mass и добавляет переменную Temperature в раздел Initial Targets.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|
#
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 изменению температуры.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок для параметра Enable thermal port.
| Значение по умолчанию |
|
| Имя для программного использования |
|