主要内容

蜗轮蜗杆约束

具有垂直不相交旋转轴的蜗杆与齿轮机构的运动约束

  • 库:
  • Simscape / Multibody /齿轮和联轴器/齿轮

  • 蜗轮和齿轮约束块

描述

蜗轮蜗杆约束块体代表蜗杆和齿轮之间的直角运动约束。底座机架端口标识蜗杆上的连接机架,从动机架端口标识齿轮上的连接机架。旋转轴与连接架重合z相互重合。蜗杆和齿轮以固定的速度比旋转,速度比由齿轮的螺距半径或齿-螺纹比决定。

蜗杆螺纹方向可以遵循右手或左手约定。惯例决定了蜗杆和齿轮的相对旋转方向。右边的约定使蜗杆和齿轮绕各自的z轴在相同的方向旋转。一个左手的约定导致蜗杆和齿轮在相反的方向旋转。

该块仅代表蜗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

根据蜗杆和齿轮节圆的尺寸参数化齿条和小齿轮的约束。节圆是与蜗杆和齿轮体同心并与螺纹接触点相切的虚圆。音高半径,标记RBRF在图中,是蜗杆和齿轮的半径,如果他们减少到相互接触的摩擦圆柱。

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蜗轮蜗杆模型的闭环拓扑结构。关节块将蜗杆和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。一个蜗轮蜗杆约束块连接蜗杆和齿轮机构,消除了一个自由度,有效耦合蜗杆和齿轮的运动。

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

  • 底座与从动架之间的距离z相互重合,d表示为B-F在图中,必须等于齿轮中心之间的距离。

  • 沿着跟随帧的基础和跟随帧原点之间的平移偏移量z设在,表示ΔZF在图中,必须为零。

方向的限制

  • z-轴的基础和从动框架必须相互垂直。的z-轴在图中以蓝色表示。

  • 从动机架的叉积z-轴与基础框架z-axis必须是一个从跟随坐标系原点指向基准坐标系的矢量z设在。的z-轴及其叉积向量如图所示。叉乘定义为 z F × z B

港口

框架

全部展开

蜗杆体上的连接架。

齿轮体上的连接架。

参数

全部展开

蜗杆螺纹相对于基架z轴的缠绕方向。从基坐标系原点看,右线是沿逆时针方向绕着基坐标系z轴的线。左边的线是顺时针方向缠绕的线。这个参数决定了蜗杆和齿轮的相对运动方向。

螺纹的切线与垂直于基架z轴的平面之间的夹角。前导角影响齿轮旋转对应于一个完整的蜗轮旋转。

参数化指定蜗杆和齿轮几何形状。你可以指定齿轮尺寸在齿轮中心之间的距离或个别齿轮半径。

蜗杆与齿轮中心之间的距离。这个距离必须等于刚性变换、关节和位于齿轮体和公共载体体之间的任何其他约束所强制的距离。

依赖关系

该参数在规范方法参数设置为中心距离与比值

齿轮齿与蜗杆螺纹的比率,或开始.这个比率影响在蜗杆和齿轮之间传递的扭矩。

依赖关系

该参数在规范方法参数设置为中心距离与比值

蜗杆节圆半径。这是蜗杆旋转轴与齿-螺纹接触点之间的距离。这个参数影响蜗杆和齿轮之间传递的扭矩。

依赖关系

该参数在规范方法参数设置为节圆半径

齿轮节圆的半径。这是齿轮旋转轴和齿-螺纹接触点之间的距离。这个参数影响蜗杆和齿轮之间传递的扭矩。

依赖关系

该参数在规范方法参数设置为节圆半径

扩展功能

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

介绍了R2016b