锥齿轮约束

旋转轴相交成角的两个锥齿轮机构间的运动约束

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库:
Simscape / Multibody /齿轮和联轴器/齿轮

描述

的锥齿轮约束块体表示具有交叉旋转轴的两个齿轮体之间以指定角度保持的运动约束。底座和从动机架端口识别齿轮体上的连接机架。齿轮旋转轴与连接架重合z相互重合。齿轮以由齿轮节半径决定的固定速度比旋转。

该块仅代表锥齿轮系统的运动约束特性。齿轮惯性和几何形状是固体属性，你必须使用固体块指定。齿轮约束模型是理想的。由于库仑和粘滞摩擦齿间的齿隙和齿轮损失被忽略。然而，你可以通过指定节理块中的阻尼系数来模拟节理处的粘性摩擦。

齿轮几何

锥齿轮的约束是参数化的齿轮节圆的尺寸。节圆是与齿轮体同心并与齿接触点相切的虚圆。音高半径，标记R_B和R_F在图中，是齿轮的外半径，如果他们减少到相互接触的摩擦锥。

齿轮传动装置

齿轮约束发生在闭合的运动回路中。图中显示了一个简单的锥齿轮模型的闭环拓扑结构。连接块将齿轮体连接到一个共同的夹具或载体上，定义它们之间的最大自由度。一个锥齿轮约束块连接齿轮体，消除了一个自由度，有效地耦合了齿轮运动。

装配要求

该块对齿轮连接架的相对位置和方向施加特殊的限制。这些限制确保齿轮只在适合啮合的距离和角度装配。在模型装配期间，当它第一次尝试将齿轮放置在网格中，但依赖于模型的其余部分来保持齿轮在网格中仿真时，块强制执行限制。

位置的限制

在给定的轴角和螺距半径下，基础和从动件框架的原点之间的距离必须是这样的，齿轮的螺距圆彼此相切。这个距离,表示d_B-F，根据余弦定律:

$d_{B - F} ＝ \sqrt{R_{B}^{2} + R_{F}^{2} - 2 R_{B} R_{F} 因为（ π - θ ）} ，$

在哪里R_B为基齿轮的节距半径，R_F从动齿轮的螺距半径，和θ_轴为旋转轴之间的交角。
基座和从动架之间的距离沿z-基架轴，表示Δz_B，必须等于:

$Δ z_{B} ＝ R_{F} \cdot 罪（ θ_{轴} ）$
基座和从动架之间的距离沿z-跟随帧的轴，表示Δz_F，必须等于:

$Δ z_{F} ＝ R_{B} \cdot 罪（ θ_{轴} ）$

方向的限制

从底座和从动件z轴延伸的假想线必须在块对话框中设定的轴角度相交。这个角表示θ_B-F在图中。如果轴轴参数设置为垂直的，角度是90°。

港口

框架

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`B`——基础构架
框架

连接架在基锥齿轮上

`F`——追随者框架
框架

连接架在从动件伞齿轮上

参数

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`基地齿轮半径`-基齿轮节圆半径
`10厘米`(默认)|正标量，单位为长度

基齿轮节圆半径。节圆与齿轮同心，并与齿接触点相切。齿轮半径影响扭矩传递之间的基地和从动齿轮机构。

`从动齿轮半径`-从动齿轮节圆半径
`10厘米`(默认)|正标量，单位为长度

从动齿轮节圆半径。节圆与齿轮同心，并与齿接触点相切。齿轮半径影响扭矩传递之间的基地和从动齿轮机构。

`轴轴`-参数化齿轮轴角度
`垂直的`(默认)|`任意的`

锥齿轮轴之间的交角参数化。选择垂直的使齿轮轴以直角对齐。选择任意的以任何角度调整齿轮轴0来180度．

`轴之间的角度`-底座和从动件轴之间的角度
`90度`(默认)|正标量

从底座延伸到跟随框架z轴的虚线之间的角度。角度必须在。的范围内0- - - - - -180度．底座和从动齿轮之间的实际角度，通常通过刚性变换、关节和偶尔其他约束设置，必须与这里指定的相同。

依赖关系

该参数在轴轴参数设置为任意的．

模型的例子

3-Roll机器人手腕机构

基于Cincinnati-Milacron 3-Roll手腕机构建立了一个3-Roll机器人手腕机构。该机构使用三个锥齿轮副旋转刀具约3个独立轴。工具的尖端沿着一个球体的表面移动，并可以围绕一个穿过球体中心的轴旋转(钻孔动作)。在这个例子中，将预先计算的扭矩应用到三个传动轴上，以实现刀尖的特定轨迹(在球面上)。在沿轨迹的不同位置进行钻井。

扩展功能

C / c++代码生成
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝app

另请参阅

主题

锥齿轮

介绍了R2013b

锥齿轮约束

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