Реечная передача (упрощенная)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Упрощенная реечная передача моделирует зубчатую передачу «рейка-шестерня», которая преобразует поступательное движение во вращательное и наоборот. Передача накладывает связь между зубчатым колесом (к) и рейкой (р), так что первая вращается, а вторая перемещается линейно с фиксированным заданным передаточным отношением.

При включении переключателя Вкл - положительное смещение рейки можно задать положительное перемещение рейки при положительном вращении колеса.

Упрощенная реечная передача накладывает одно кинематическое ограничение на связанные оси (1) :

(1)#\[\omega_{к} = R_{рк} \cdot v_{р}\]

где:

\(R_{рк}\) – передаточное отношение;

\(\omega_{к}\) – угловая скорость зубчатого колеса;

\(v_{р}\) – скорость рейки.

Передаточное отношение (2) :

(2)#\[R_{рк} = \frac{1}{r_{к}} = \frac{\omega_{к}}{v_{р}}\]

где \(r_{к}\) - радиус зубчатого колеса, [м].

Две степени свободы сводятся к одной независимой.

Передача момента/силы описывается выражением (3) :

(3)#\[R_{рк} \cdot M_{к} + F_{р} - F_{потери} = 0\]

где:

\(M_{к}\) – момент на зубчатом колесе;

\(F_{р}\) – сила на рейке;

\(F_{потери}\) – потери силы при передаче мощности. \(F_{потери}\) = 0 без учета потерь.

1. Учет потерь#

В реальной передаче между рейкой и зубчатым колесом возникают механические потери — например, из-за трения зубьев, смазки. В модели они учитываются через коэффициент передачи мощности (КПД) \(\eta_{рш}\), снижающий величину передаваемой мощности.

При включенном свойстве Учет потерь \(F_{потери} \neq\) 0, потери рассчитываются относительно КПД. За более подробным описанием расчета потерь обратитесь на страницу Расчет потерь.

Значение КПД для прямого (колесо -> рейка) и обратного потока мощности (рейка -> колесо) одинаковое.

Примечание

Полный расчёт КПД зацепления происходит, если передаваемая мощность превышает заданное пороговое значение \(p_{прг}\). В противном случае для численной стабильности КПД полагается равным единице.

Ограничения:

• Инерция компонентов пренебрежимо мала;

• Компоненты считаются абсолютно жёсткими.

2. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Радиус колеса	0.1	-	м
Вкл - положительное смещение рейки; Выкл - отрицательное смещение рейки	выкл	Данная настройка определяет соответствие знаков между угловой скоростью зубчатого колеса и линейной скоростью рейки.	-
Учет потерь	выкл	-	-
КПД, доступно при выборе `Учет потерь` - `вкл`	0.8	-	-
Пороговая мощность, доступно при выборе `Учет потерь` - `вкл`	0.001	-	Вт

3. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Зубчатое колесо	Вход	-	-	Вращательное движение
Рейка	Выход	-	-	Поступательное движение

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков