В блоке реализована модель кулачковой муфты. В состав модели входят ведущая полумуфта R,
ведомая полумуфта H, а также механизм управления (S).
Рисунок 1. Кулачковая муфта
Уравнения, описывающие поведение механизма управления, имеют следующий вид:
где:
FZ - сила трения, действующая на МУ;
FN - нормальная
сила в зубчатом зацеплении;
kS - кинематический коэффициент трения в
зубчатом зацеплении;
v - cкорость МУ и ведущей полумуфты;
vth - порог
скорости МУ;
BS - коэффициент трения МУ;
Z - положение МУ;
h -
высота зубьев;
ZG - зазор при полном расцеплении.
Условия зацепления двух полумуфт имеют следующий вид:
где:
Zmin
- минимальное положение МУ для зацепления;
Hmin - минимальное перекрытие
зубьев для зацепления;
ω - относительная угловая скорость полумуфт;
ωmax - максимальная
ω для зацепления.
Уравнения, описывающие взаимодействие полумуфт, имеют следующий вид:
где:
Tfr -
внутренний момент контактного трения между зубьями;
φ - угол между полумуфтами;
ω - относительная угловая скорость полумуфт;
ωR - угловая скорость
ведущей полумуфты;
ωH - угловая скорость ведомой полумуфты;
δ -
угловой зазор между зубьями;
R - средний радиус зубьев;
KRH -
коэффициент жесткости кручения;
BR - коэффициент трения кручения.
Порты
Блок имеет два механических ненаправленных порта вращательного движения (R - ведущая
полумуфта, H - ведомая полумуфта), через которые на вход блока поступают угловые скорости, а
на выход - моменты портов R и H, а также один механический ненаправленный порт
поступательного движения (S - механизм управления), через которые на вход блока поступает
скорость МУ, а на выход - сила на МУ.
Свойства
- N - число зубьев;
- Fr - угловой зазор между зубьями, град;
- R - средний радиус зубьев, м;
- Krh - коэффициент жесткости кручения, Н·м/рад;
- Br - коэффициент трения кручения, Н·м·с/рад;
- H - высота зубьев, м;
- Stype - останов МУ при полном расцеплении;
- Zg - зазор при полном расцеплении, м;
- Krs - коэффициент жесткости при упоре, Н/м;
- Brs - коэффициент трения при упоре, Н·с/м;
- Bs - коэффициент трения МУ, Н·с/м;
- Ks - коэффициент трения между зубьями;
- Dtype - положительное направление МУ
(сцепляет/расцепляет);
- Wmax - максимальная скорость зацепления, рад/с;
- Zmin - минимальное перекрытие зубьев для зацепления, м;
- Vth - пороговая скорость МУ, м/с;
- Z0 - начальное положение МУ, м;
- Fi0 - начальный угол между полумуфтами, рад.
Параметры
- F - сила трения на МУ, н;
- V - скорость МУ, м/с;
- W - относительная угловая скорость, рад/с;
- T - момент трения между полумуфтами, Н·м;
- Fi - угол между полумуфтами, рад;
- Z - положение МУ, м;
- On - признак зацепления полумуфт.