Реечная передача#
Внешний вид блока в REPEAT VISION#
Блок Реечная передача предназначен для преобразования поступательного движения во вращательное. Данная передача состоит из зубчатого колеса с радиусом r и рейки, основным параметром которой является угол подъема \(\alpha\). Отрицательное значение угла образует левую резьбу, а положительное – правую.
Входной порт принимает сигнал скорости в [м/с], выходной - угловую скорость в [рад/с] (см. рис. 1 ниже). Выходной порт передает момент в [Н \(\cdot\) м].
Рис. 1 Иконка блока Реечная передача#
Жесткость и демпфирование поверхности соприкосновения необходимы для расчета нормальной силы, действующей на резьбу. Для учета трения указывается коэффициенты статического трения и трения скольжения.
В данном блоке реализована модель трения “Интегратор со сбросом”, в которой величина силы статического трения зависит от граничного расстояния действия статического трения, которое указывается в свойствах блока.
Результирующая сила состоит из нормальной и касательной составляющих. Нормальная сила зависит от относительной скорости и пройденного расстояния (1) :
где:
d - демпфирование, [Н \(\cdot\)c/м];
k - жесткость, [Н/м];
\(v_{отн.}\) - относительная скорость, [м/c].
Изначально передача находится в режиме покоя, при ненулевой относительной скорости образуется статическая сила трения (2) :
При статическом трении касательная сила зависит от границы расстояния s\(_{граница}\) (3) :
где:
\(k_{статич.}\) - жесткость при статическом трении, [Н/(м/с)];
\(s_{граница}\) - граничное расстояние, при преодолении которого наступает режим скольжения, [м];
\(c_{статич.}\) - коэффициент статического трения, [о.е.];
\(v_{отн.кас.}\) - относительная скорость, параллельная поверхности витка резьбы винта, [м/с].
В режиме скольжения трение вычисляется относительно нормальной силы по формуле (4) :
Эффект Штрибека позволяет осуществить плавный переход между статическим и динамическим трением. Для учета данного эффекта необходимо включить тумблер Учитывать эффект Штрибека. При данной конфигурации сила трения приобретает экспоненциальный характер и определяется по формуле (5) :
Сила на рейке вычисляется по формуле (6) :
Момент на колесе вычисляется по формуле (7) :
Рис. 2 Угол подъема рейки#
1. Свойства#
Свойство |
Значение по умолчанию |
Описание |
Единицы измерения |
|---|---|---|---|
Радиус колеса |
0.01 |
- |
м |
Угол подъема |
2.0 |
- |
град |
Жесткость |
1000.0 |
- |
Н/м |
Демпфирование |
1000.0 |
- |
Н/(м/с) |
Коэффициент трения скольжения |
0.01 |
- |
о.е. |
Коэффициент статического трения |
0.02 |
- |
- |
Жесткость статического трения |
1000 |
- |
Н/(м/с) |
Граница расстояния, при которой действует статическая сила трения |
0.001 |
- |
м |
выкл |
- |
- |
|
Переходная скорость эффекта Штрибека, доступно при выборе |
0.001 |
- |
м/с |
выкл |
вкл(ИСТИНА) - преобразование вращательного движения в поступательное; |
- |
2. Входы и выходы#
Параметры |
Вход/Выход |
Описание |
Единицы измерения |
Тип порта |
|---|---|---|---|---|
Скорость |
Вход |
Доступен, когда свойство |
м/c |
Поступательное движение |
Угловая скорость |
Вход |
Доступен, когда свойство |
рад/c |
Вращательное движение |
Момент |
Выход |
Доступен, когда свойство |
Н \(\cdot\) м |
Вращательное движение |
Сила |
Выход |
Доступен, когда свойство |
Н |
Поступательное движение |
Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков