Планетарный редуктор

| Си |
в палитре на схеме
Блок предназначен для моделирования планетарного редуктора с постоянным передаточным отношением и КПД. Кинематическая схема редуктора приведена на рисунке (Рисунок 1).


Рис. 1. Кинематическая схема планетарного редуктора
Редуктор состоит из:
  • Обода R (ring) с числом зубьев ZR
  • Звезды S (sun) с числом зубьев ZS
  • Планеты P (planet) с числом зубьев ZP
  • Водила C (carrier)

Блок описывается кинематическим соотношением:

где:
  • ωS – угловая скорость звезды, рад/с
  • ωC – угловая скорость водила, рад/с
  • ωR – угловая скорость обода, рад/с

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.

Передаточное отношение редуктора от звезды S к водилу C USC при закрепленном ободе R определяется по формуле:

Передаточное отношение редуктора от обода R к водилу C URC при закрепленной звезде S определяется по формуле:

Число зубьев планет ZP и количество планет NP учитывается только при проверке так называемых условия "сборки" редуктора и условия "соседства" планет.

Блок позволяет автоматически рассчитать количества зубьев в элементах редуктора по заданному передаточному отношению. При автоматическом расчете количества зубьев ряд свойств блока переходят в режим "Только для чтения" и отображают рассчитанное число зубьев.

Блок является субмоделью, включающей в себя блоки (Рисунок 2):


Рис. 2. Модель планетарного редуктора

Рядом с блоком отображается значение передаточного отношения редуктора от звезды S к водилу C USC.

Входные порты

Имя Описание Тип линии связи
S Порт для подключения вала звезды (sun) Механика вращательная
R Порт для подключения обода (ring) 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
Рассчитать число зубьев автоматически AutoCalcZ Позволяет рассчитать число зубьев автоматически Нет Двоичное
Коэффициент передачи (Ws/Wc > 2) U Коэффициент передачи. Свойство доступно при активированном свойстве "Рассчитать число зубьев автоматически" 10 Вещественное
Минимально допустимое число зубьев Z_min Минимальное число зубьев звезды и планет, используемое при расчете количества зубьев. Свойство доступно при активированном свойстве "Рассчитать число зубьев автоматически" 20 Целое
Число зубьев обода Zr Число зубьев обода. Свойство доступно при деактивированном свойстве "Рассчитать число зубьев автоматически", иначе переходит в режим "Только для чтения" и отображает рассчитанное число зубьев обода 180 Целое
Число зубьев звезды Zs Число зубьев звезды. Свойство доступно при деактивированном свойстве "Рассчитать число зубьев автоматически", иначе переходит в режим "Только для чтения" и отображает рассчитанное число зубьев звезды 20 Целое
Число зубьев планет Zp Число зубьев планет. Свойство доступно при деактивированном свойстве "Рассчитать число зубьев автоматически", иначе переходит в режим "Только для чтения" и отображает рассчитанное число зубьев планет 80 Целое
Число планет Np Число планет. Свойство доступно при деактивированном свойстве "Рассчитать число зубьев автоматически", иначе переходит в режим "Только для чтения" и отображает рассчитанное число планет 3 Целое
Выводить предупреждения об условиях сборки и соседства ThrowWarnings Позволяет выводить предупреждения об условиях сборки и соседства Да Двоичное
Передаточное число Ws/Wc Usc Передаточное отношение редуктора от звезды S к водилу C. Свойство отображается в режиме "Только для чтения" и носит справочный характер 10 Вещественное
Передаточное число Wr/Wc Urc Передаточное отношение редуктора от обода R к водилу C. Свойство отображается в режиме "Только для чтения" и носит справочный характер 1.111 Вещественное
Потери Группа свойств, задающих параметры потерь
Порог мощности, Вт Q_th Значение мощности, передаваемой через блок, ниже которой КПД увеличивается для достижения устойчивости численного решения 0.1 Вещественное
КПД пары звезда/планета Nu_sp КПД пары звезда/планета 1 Вещественное
КПД пары обод/планета Nu_rp КПД пары обод/планета 1 Вещественное
Коэффициент трения подшипников водила, Н·м·с/рад B_C Коэффициент трения подшипников водила 0 Вещественное
Коэффициент трения подшипников обода, Н·м·с/рад B_R Коэффициент трения подшипников обода 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
Постоянная времени для решения НАУ, с Tau Постоянная времени для решения НАУ. Используется в блоках Планетарная передача Звезда-Планета и Планетарная передача Обод-Планета 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
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 редуктора на подключенные блоки Вещественное
Мощность, Вт Qs Мощность, передаваемая с редуктора на подключенные блоки. Отрицательное значение означает, что звезда является ведущим элементом редуктора 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 редуктора на подключенные блоки Вещественное
Мощность, Вт Qc Мощность, передаваемая с редуктора на подключенные блоки. Отрицательное значение означает, что водило является ведущим элементом редуктора Вещественное
Обод Группа параметров, отображающих параметры обода
Угловая скорость, рад/с Wr Величина угловой скорости на порте "R" Вещественное
Момент, Н·м Tr Момент, передаваемый с редуктора на подключенные блоки Вещественное
Мощность, Вт Qr Мощность, передаваемая с редуктора на подключенные блоки. Отрицательное значение означает, что обод является ведущим элементом редуктора Вещественное

Примеры

Примеры использования блока: