主要内容

齿条和齿轮

机架和小齿轮耦合耦合平移和旋转运动,具有可调节的小齿轮半径和摩擦损失

  • 库:
  • Simscape /传动系统/齿轮/旋转-平移

  • 齿条和小齿轮块

描述

机架和小齿轮块表示转换平移和旋转运动之间的机架和小齿轮。旋转转换齿轮将小齿轮(P)和机架(R)分别限制为,以固定的比率旋转并转换在一起。您可以选择架子轴是否以正面或负方向转换,因为小齿轮沿正方向旋转,通过使用架方向范围。

模型变量

RRP 机架齿轮比
ω.P 小齿轮轴的角速度
vR 齿条的平移速度
rP 小齿轮的有效半径
NP 小齿轮上的牙齿数量
xR 机架齿间距
τ.P 小齿轮轴转矩
FR 架力
F失利 全损力
F外壳 摩擦力
η. 扭矩传输效率
pth 功率阈值
μ.P 小齿轮臂的粘性摩擦系数
μ.R 齿条运动的粘性摩擦系数

理想齿轮约束和齿轮传动比

机架和小齿轮在两个连接的轴上施加了一个运动限制:

ω.PRRPvR (1)

传动比为:

RRP= 1 /rPω.P/vN=±2π/NPvR (2)

两个自由度减小为一个独立的自由度。前向传递齿轮副约定为(1,2)= (P,R)。

扭矩转移是:

RRPτ.P+FR- - - - - -F失利= 0, (3)

F失利= 0.在理想情况下。

非型齿轮限制

在非面病案中,F失利≠0..关于非理想齿轮建模的一般考虑,请参阅有损耗齿轮

在非理想小齿轮齿条副(P,R)中,角速度和几何约束不变。但传递的扭矩、力和功率降低:

  • 齿面与齿面之间的库仑摩擦,具有恒定的效率η.

  • 带有轴承的传动轴的粘性联轴器,由粘性摩擦系数参数化μ.

啮合效率

效率η.小齿轮和机架之间的啮合仅在发射功率大于功率阈值时才完全有效。

如果电源小于阈值,则实际效率会自动正则化为零速度的Unity。

假设正向和反向潮流的效率是相等的。

粘性摩擦力

粘性摩擦系数μ.Pμ.R控制齿条和小齿轮从润滑,非理想轴承所经历的粘性摩擦扭矩和力。小齿轮轴上的粘性摩擦力矩为-μ.Pω.P.机架运动上的粘性摩擦力是 -μ.RvR

热模型

通过启用可选热端口,可以对热流和温度变化的影响进行建模。若要启用该端口,请设置摩擦模型温度依赖性效率

半实物仿真

为了实现实时仿真的最佳性能,请设置摩擦模型没有啮合损失 - 适用于HIL仿真在这一点啮合损失标签。

变量

使用变量设置,在模拟之前设置块变量的优先级和初始目标值。有关更多信息,请参见设置块变量的优先级和初始目标

限制

  • 假定齿轮惯性可以忽略不计。

  • 齿轮被视为刚性部件。

  • 库仑摩擦减慢了模拟。有关更多信息,请参见调整模型的保真度

港口

港口 描述
P 代表小齿轮的旋转守恒端口
R 代表机架的翻译节能港口
H 用于建模热传递的热保守端口

P是一个旋转守恒端口。R是一个平动守恒端口。它们分别代表小齿轮和齿条。

参数

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主要的

齿轮齿条齿轮的参数化方法。

  • 小齿轮半径-齿轮传动比是由小齿轮的有效半径定义。

  • 齿参数-齿轮传动比是由齿数上的小齿轮和齿条齿间距。

小齿轮的有效半径rP.该值必须大于零。

依赖关系

启用此参数,设置参数化小齿轮半径

小齿轮上的牙齿数量NP.该值必须大于零。

依赖关系

启用此参数,设置参数化齿参数

齿条上的牙齿之间的间距xR.该值必须大于零。

依赖关系

启用此参数,设置参数化齿参数

选择齿条轴在正方向或负方向转换时,齿轮在一个正方向旋转。

啮合损失

  • 没有啮合损失 - 适用于HIL仿真-理想的齿轮啮合。

  • 持续效率- 通过摩擦减少了齿条和小齿轮之间的扭矩。

  • 温度依赖性效率-扭矩传递是根据用户提供的效率和温度数据确定的。

扭矩传输效率η.对于齿条-小齿轮啮合,这是相同的正向和反向功率流。必须大于零但小于等于1。

依赖关系

启用此参数,设置摩擦模型持续效率

用于构建1-D温度效率查找表的温度阵列。数组值必须向右增加。温度阵列必须与尺寸相同效率数组中。

依赖关系

启用此参数,设置摩擦模型温度依赖性效率

用于构建1-D温度效率查找表的组件效率阵列。阵列值是温度下的效率温度数组中。两个数组的大小必须相同。

依赖关系

启用此参数,设置摩擦模型温度依赖性效率

功率阈值,超过该阈值,满效率系数生效。在此值以下,双曲正切函数将效率因子平滑,在没有功率传输时将效率损失降至零。

粘性损失

粘性摩擦系数μ.P对于小齿轮轴。

粘性摩擦系数μ.R对于齿条运动。

热港口

通过单一程度改变元件温度所需的热能。热质量越大,部件耐受温度变化越多。

仿真开始时的元件温度。初始温度根据您指定的效率载体改变组件效率,影响起始啮合或摩擦损失。

扩展功能

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

在R2011A介绍