Червячная передача
 |
 |
| Си | |
| в палитре | на схеме |
Блок предназначен для моделирования червячного редуктора с постоянным передаточным отношением и трением в подшипниках и зубчатом зацеплении. Блок описывается следующими формулами:
где:
- φC и φR – углы поворота на портах "С" и "R" соответственно, рад
- ωC и ωR – угловые скорости на портах "С" и "R" соответственно, рад/с
- εC и εR – угловые ускорения на портах "С" и "R" соответственно, рад/с2
- TC и TR – крутящие моменты, на портах "С" и "R" соответственно, Н·м
- BW и BG – коэффициенты трения подшипников на валах червяка и шестерни, Н·м·с/рад
- U – передаточное отношение
- dir – величина, указывающая совпадение направлений вращения валов червяка и шестерни, имеет значение 1 или -1
- ν – КПД редуктора, зависящее от направления передачи мощности: от червяка к шестерне или наоборот
Расчет КПД редуктора осуществляется в зависимости от геометрических характеристик зацепления:
где:
- νWG – КПД при передаче мощности от червяка к шестерне
- νGW – КПД при передаче мощности от шестерни к червяку
- α – угол нормального давления, °
- γ – угол упреждения червяка, °
- k – коэффициент трения
Подробное описание способов расчета переменного КПД в зубчатых зацеплениях приведено на странице Моделирование КПД редукторов.
Блок позволяет изменять направление портов "W" и "G" для удобства подключения к другим блокам модели. Если у блока оба порта входные, то осуществляется решение уравнения связи. Подробное описание подхода к моделированию передаточных отношений приведено на странице Моделирование передаточных отношений.
Рядом с блоком отображается значение передаточного отношения U.
Порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| W | Порт для подключения вала червяка (worm). Порт является входным, если это указано в свойстве "Входной порт", в противном случае порт является выходным | Механика вращательная |
| G | Порт для подключения вала шестерни (gear). Порт является входным, если это указано в свойстве "Входной порт", в противном случае порт является выходным | Механика вращательная |
Выходные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| Q | Потери мощности на трение в подшипниках и зубчатом зацеплении (КПД) | Математическая |
Свойства
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Входной порт | Mod_Type | Позволяет задать входные порты. Возможные значения: "W", "G", "W и G" | W и G | Перечисление |
| Постоянная времени для решения НАУ, с | Tau | Постоянная времени для решения НАУ. Используется для решения уравнения связи. Свойство доступно при выборе входных портов "W и G" | 0.1 | Вещественное |
| Кинематика | Группа свойств, задающих кинематические параметры вращательного движения | |||
| Передаточное число (Ww/Wg) | U | Передаточное число | 25 | Вещественное |
| Направление вращения червяка и шестерни | Dir | Позволяет задать направление вращения ведущего и ведомого валов. Возможные значения: "В одну сторону", "В разные стороны" | В одну сторону | Перечисление |
| Потери | Группа свойств, задающих параметры потерь | |||
| Коэффициент трения подшипников червяка, Н·м·с/рад | B_W | Коэффициент трения подшипников червяка | 0 | Вещественное |
| Коэффициент трения подшипников шестерни, Н·м·с/рад | B_G | Коэффициент трения подшипников шестерни | 0 | Вещественное |
| Модель трения | FrType | Позволяет задать модель трения. Возможные значения: "Без потерь", "Задать КПД вручную", "Рассчитать КПД по геометрии", "Табличный КПД от нагрузки", "Табличный КПД от температуры" | Без потерь | Перечисление |
| Порог мощности, Вт | Q_th | Значение мощности, передаваемой через блок, ниже которой КПД увеличивается для достижения устойчивости численного решения. Свойство доступно при выборе модели трения "Задать КПД вручную", "Рассчитать КПД по геометрии", "Табличный КПД от нагрузки", "Табличный КПД от температуры" | 0.1 | Вещественное |
| КПД передачи от червяка к шестерне | Nu_wg_m | КПД передачи от червяка к шестерне. Свойство доступно при выборе модели трения "Задать КПД вручную" | 0.74 | Вещественное |
| КПД передачи от шестерни к червяку | Nu_gw_m | КПД передачи от шестерни к червяку. Свойство доступно при выборе модели трения "Задать КПД вручную" | 0.65 | Вещественное |
| Угол нормального давления, град | alfa | Угол нормального давления. Свойство доступно при выборе модели трения "Рассчитать КПД по геометрии" | 18 | Вещественное |
| Угол упреждения червяка, град | lam | Угол упреждения червяка. Свойство доступно при выборе модели трения "Рассчитать КПД по геометрии" | 20 | Вещественное |
| Коэффициент трения | Mu | Коэффициент трения. Свойство доступно при выборе модели трения "Рассчитать КПД по геометрии" | 0.08 | Вещественное |
| КПД передачи от червяка к шестерне | Nu_wg_g | КПД передачи от червяка к шестерне. Свойство доступно при выборе модели трения "Рассчитать КПД по геометрии" и отображается в режиме "Только для чтения", носит справочный характер | 0.787407 | Вещественное |
| КПД передачи от шестерни к червяку | Nu_gw_g | КПД передачи от шестерни к червяку. Свойство доступно при выборе модели трения "Рассчитать КПД по геометрии" и отображается в режиме "Только для чтения", носит справочный характер | 0.746049 | Вещественное |
| Температура, °С | Temp | Температура. Свойство доступно при выборе модели трения "Табличный КПД от температуры" | 20 | Вещественное |
| Массив температур, °С | Temp_Arr | Массив температур. Свойство доступно при выборе модели трения "Табличный КПД от температуры" | [0 , 20 , 100] | Массив |
| Массив моментов на шестерне, Н·м | T_Arr | Массив моментов на шестерне. Свойство доступно при выборе модели трения "Табличный КПД от нагрузки" | [0 , 10 , 20] | Массив |
| Массив КПД передачи от червяка к шестерне | Nu_wg_Arr | Массив КПД передачи от червяка к шестерне. Значения КПД рассчитываются путем линейной интерполяции в зависимости от значений нагрузки или температуры. Свойство доступно при выборе модели трения "Табличный КПД от нагрузки" или "Табличный КПД от температуры" | [0.75 , 0.7 , 0.65] | Массив |
| Массив КПД передачи от шестерни к червяку | Nu_gw_Arr | Массив КПД передачи от шестерни к червяку. Значения КПД рассчитываются путем линейной интерполяции в зависимости от значений нагрузки или температуры. Свойство доступно при выборе модели трения "Табличный КПД от нагрузки" или "Табличный КПД от температуры" | [0.5 , 0.45 , 0.4] | Массив |
Параметры
| Название | Имя | Описание | Тип данных |
|---|---|---|---|
| Потери мощности, Вт | Q | Потери мощности на трение в подшипниках и зубчатом зацеплении (КПД) | Вещественное |
| Червяк | Группа параметров, отображающих параметры червяка | ||
| Угловая скорость, рад/с | Ww | Величина угловой скорости на порте "W" | Вещественное |
| Момент, Н·м | Tw | Момент, передаваемый с вала червяка на редуктор | Вещественное |
| Мощность, Вт | Qw | Мощность, передаваемая с вала червяка на редуктор | Вещественное |
| Шестерня | Группа параметров, отображающих параметры шестерни | ||
| Угловая скорость, рад/с | Wg | Величина угловой скорости на порте "G" | Вещественное |
| Момент, Н·м | Tg | Момент, передаваемый с редуктора на вал шестерни | Вещественное |
| Мощность, Вт | Qg | Мощность, передаваемая с редуктора на вал шестерни | Вещественное |
Примеры
Примеры использования блока: