Gear Box

機械システムのギアボックス

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ライブラリ:
Simscape / Foundation Library / Mechanical / Mechanisms

説明

Gear Box ブロックは、非遊星で固定ギア比の理想的なギアボックスを表します。ギア比は入力シャフトの角速度と出力シャフトの角速度との比率によって決定されます。

ギアボックスは次の方程式で記述されます。

$ω_{S} = N \cdot ω_{O}$

$T_{O} = N \cdot T_{S}$

$P_{S} = ω_{S} \cdot T_{S}$

$P_{O} = - ω_{O} \cdot T_{O}$

ここで、

ω_S は入力シャフトの角速度です。
ω_O は出力シャフトの角速度です。
N はギア比です。
T_S は入力シャフトにかかるトルクです。
T_O は出力シャフトにかかるトルクです。
P_S は入力シャフトにかかる力です。
P_O は出力シャフトにかかる力です。P_O の計算のマイナス符号に注目してください。回路網のルールの 1 つとして、保存端子を流れる力は回路から削除 (消費) されるときに正になり、システムに対する力がコンポーネントで生成されるときに負になります。

接続 S と接続 O は機械回転保存端子で、それぞれギアボックスの入力シャフトと出力シャフトに関連付けられています。このブロックの正方向は、S から基準点に向かう方向と、基準点から O に向かう方向です。

変数

シミュレーションの前にブロック変数の優先順位と初期ターゲット値を設定するには、ブロックのダイアログボックスまたはプロパティインスペクターの [初期ターゲット] セクションを使用します。詳細については、ブロック変数の優先順位と初期ターゲットの設定を参照してください。

ノミナル値は、モデル内で予想される変数の大きさを指定する方法を提供します。ノミナル値に基づくシステムのスケーリングを使用すると、シミュレーションのロバスト性が向上します。ノミナル値はさまざまなソースから得られます。その 1 つがブロックのダイアログボックスまたはプロパティインスペクターの [ノミナル値] セクションです。詳細については、ブロック変数のノミナル値の変更を参照してください。

例

単純な機械システム

この例では、回転運動と並進運動を接続するシステムのモデルを説明します。加算てこが駆動する負荷は、質量、粘性摩擦、およびジョイント C に接続するバネで構成されています。ジョイント B は、ホイールおよび軸とギアボックスを経由する基準点に接続する 2 つの回転バネに吊り下げられています。ジョイント A は、ギアボックスとホイールおよび軸機構を経由してトルク源に接続されています。