Планетарная червячная передача Звезда-Планета





| Си |
в палитре на схеме
Блок предназначен для моделирования планетарного зубчатого зацепления вида "Звезда-Планета" с постоянным передаточным отношением и постоянным КПД. Зубчатое зацепление представляет собой червячную передачу, в которой червяк является планетой, а шестерня – звездой планетарной передачи. Кинематическая схема редуктора приведена на рисунке (Рисунок 1).


Рис. 1. Кинематическая схема планетарной червячной передачи Звезда-Планета
Планетарная передача состоит из:
  • Звезды S (sun), являющейся шестерней червячной передачи
  • Червяка W (worm), являющейся планетой
  • Водила C (carrier)

Блок описывается следующим кинематическим соотношением:

где:
  • ωS – угловая скорость звезды, рад/с
  • ωC – угловая скорость водила, рад/с
  • ωW – угловая скорость червяка, рад/с
  • dir – величина, указывающая совпадение направлений вращения валов шестерни и червяка, имеет значение 1 или -1
  • U – передаточное отношение червячной передачи

Для удовлетворения кинематического соотношения блок осуществляет решение уравнения связи. Подробное описание подхода к моделированию передаточных отношений приведено на странице Моделирование передаточных отношений. Подробное описание подхода к моделированию потерь в зубчатых зацеплениях приведено на странице Моделирование КПД редукторов.

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, °
  • λ – угол упреждения червяка, °
  • μ – коэффициент трения

Рядом с блоком отображается значение передаточного отношения U.

Входные порты

Имя Описание Тип линии связи
S Порт для подключения вала звезды (sun) Механика вращательная
W Порт для подключения вала червяка (worm) Механика вращательная
C Порт для подключения водила (carrier) 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
Кинематика Группа свойств, задающих кинематические параметры движения
Передаточное число (Ww/Wg) U Передаточное число 10 Вещественное
Направление вращения червяка и шестерни Dir Позволяет задать направление вращения червяка и шестерни. Возможные значения: "В одну сторону", "В разные стороны" В одну сторону Перечисление
Потери Группа свойств, задающих параметры потерь
Коэффициент трения подшипников водила, Н·м·с/рад B_C Коэффициент трения подшипников водила 0 Вещественное
Коэффициент трения подшипников звезды, Н·м·с/рад B_S Коэффициент трения подшипников звезды 0 Вещественное
Коэффициент трения подшипников планеты, Н·м·с/рад B_P Коэффициент трения подшипников планеты 0 Вещественное
Модель трения FrType Позволяет задать модель трения. Возможные значения: "Без потерь", "Задать КПД вручную", "Рассчитать КПД по геометрии", "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 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" 0.75 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 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 температуры. Свойство доступно при выборе модели трения "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 температуры. Свойство доступно при выборе модели трения "Табличный КПД от температуры" [0.5 , 0.45 , 0.4] Массив
Постоянная времени для решения НАУ, с Tau Постоянная времени для решения НАУ. Используется для решения уравнения связи 0.1 Вещественное

Параметры

Название Имя Описание Тип данных
Потери мощности, Вт Q Потери мощности на трение в подшипниках и зубчатом зацеплении (КПД) Вещественное
Водило Группа параметров, отображающих параметры водила
Угловая скорость, рад/с Wc Величина угловой скорости на порте "С" Вещественное
Момент, Н·м Tc Момент, передаваемый с планетарной передачи на подключенные блоки Вещественное
Мощность, Вт Qc Мощность, передаваемая с планетарной передачи на подключенные блоки. Отрицательное значение означает, что водило является ведущим элементом передачи Вещественное
Звезда Группа параметров, отображающих параметры звезды
Угловая скорость, рад/с Ws Величина угловой скорости на порте "S" Вещественное
Момент, Н·м Ts Момент, передаваемый с планетарной передачи на подключенные блоки Вещественное
Мощность, Вт Qs Мощность, передаваемая с планетарной передачи на подключенные блоки. Отрицательное значение означает, что звезда является ведущим элементом передачи Вещественное
Планета Группа параметров, отображающих параметры планеты
Угловая скорость, рад/с Wp Величина угловой скорости на порте "P" Вещественное
Момент, Н·м Tp Момент, передаваемый с планетарной передачи на подключенные блоки Вещественное
Мощность, Вт Qp Мощность, передаваемая с планетарной передачи на подключенные блоки. Отрицательное значение означает, что планета является ведущим элементом передачи Вещественное

Примеры

Примеры использования блока: