Документация Engee

Моделирование механических передач с потерями

Страница в процессе разработки.

Блоки библиотеки Передачи содержат дополнительные встроенные модели потерь на трение, позволяющие представлять неидеальные зубчатые муфты. В неидеальной зубчатой паре (1,2) угловая скорость, радиусы зубьев, ограничения на зубья и передаточное отношение остаются неизменными. Передаваемые крутящий момент и мощность уменьшаются на:

  • Кулоновское трение между несовершенными поверхностями зацепления зубьев на шестернях 1 и 2, параметризуемое эффективностью ηη . Этот коэффициент зависит от крутящей нагрузки на зубья. Но часто его приближенно считают постоянным.

  • Вязкое сопряжение карданных валов с подшипниками, параметризованное коэффициентами вязкого трения μ .

Постоянный КПД

В простейшей неидеальной модели потерь в передаче эффективность η зацепления в зубчатой паре (1,2) постоянна и не зависит от нагрузки (крутящего момента или передаваемой мощности). * Потери на трение, представленные η , эффективно используются в полном объеме только в том случае, если передаваемая мощность превышает пороговое значение мощности . Ниже этого значения гиперболическая касательная функция сглаживает коэффициент полезного действия. Когда мощность не передается, то Engee использует уравнение момента трения.

  • Для зубчатых передач с носителем η представляет собой обычный КПД, определяемый, когда носитель не движется.

Для передач с разным КПД для прямого и обратного потока мощности:

  • η , где η — эффективность передачи крутящего момента с ведомого вала на основной.

  • η , где η — эффективность передачи крутящего момента с базового вала на ведомый вал.

Момент трения рассчитывается как:

где:

  • — передаваемый крутящий момент;

  • — передаваемая мощность;

  • — пороговая мощность на базовом валу, при превышении которой происходят полные потери КПД.

Для некоторых моделей передач, таких как Simple Gear, коэффициент полезного действия принимается равным как для прямого, так и для обратного потока мощности ηη . Для таких блоков как Leadscrew, в которых вместо используется , применимо то же выражение в отношении силы.

Эффективность в зависимости от нагрузки

Зависимость η от нагрузки — это способ сделать модель потерь более точной. Пример эффективности, зависящей от нагрузки, приведен на странице блока Simple Gear.

Эффективность, зависящая от геометрии

Зависимость η от геометрии зацепления шестерен — это еще один способ сделать модель потерь более точной. Пример эффективности, зависящей от геометрии, приведен на странице блока Leadscrew.

Вязкое трение

На приводном валу, закрепленном на зубчатом колесе с помощью смазываемых неидеальных подшипников, вязкое трение, испытываемое осью, контролируется коэффициентом вязкого трения μ . Момент вязкого трения на приводном валу «a» равен μω , где ω — угловая скорость приводного вала относительно его крепления или держателя (при наличии держателя).

Полезные ссылки

  1. Моделирование механических передач