Модель содержит блок SImple Gear, выполняющий роль одноступенчатого редуктора. Передаточное отношение единственной ступени равно 2. То есть, на редукторе скорость падает в два раза, а момент растет. Рассмотрим то, как при помощи Simscape Driveline смоделировать такой редуктор и продемонстрировать его работу с инерционными нагрузками на осях.Схема модели представлена на рисунке ниже.
Блоки Inertia соответствуют инерции, равной 1 кг/кв.м каждый. Блок Constant задает величину момента на входе в механизм. Этот момент равен 15 Н·м. До и после ступени редуктора установлены сенсоры. По два сенсора: сенсор момента и сенсор движения. Сигналы с сенсоров снимаются в блоки Goto и выводятся блоками From в окно Scope. Как несложно догадаться по маркерам блоков Goto, первые два графика — это скорость и момент на входе в ступень редуктора, вторые два — эти же параметры на выходе. Входные сенсоры расположены слева от блока SImple Gear, выходные — справа.
Следует обратить внимание на то, что сенсор момента пропускает физический сигнал через себя, а сенсор перемещения (угловой скорости ω) должен заземлять порт C, т.к. требуется абсолютное значение угловой скорости.
По настройкам блоков-проеобразователей PS-S и S-PS можно узнать единицы измерения отображаемых и создаваемых величин.
Момент от источника, следуя по линии физического сигнала, упадет на некоторую величину после прохождения блока инерции Inertia, затем момент пройдет через редуктор (блок Simple Gear) и остаток весь будет затрачен на вращение Inertia1. Таким образом, учитывая то, что передаточное число редуктора равно 2, имеем для всей системы:
,
и, в то же время, для ступени должно выполняться:
Последнее уравнение можно подставить в первое и получить Н·м, стало быть Н·м.
Результаты запуска модели представлены на рисунке ниже:
Наклон линий угловых скоростей определяется инерциями и передаточным соотношением ступени. Для вращательного движения, аналог второго закона Ньютона запишется так:
По первому графику, например выбрав точки 0 сек и 2.0 сек, видим, что рад/сек.кв. Поэтому, Н·м. Следует отметить, что сенсоры момента измеряют именно 6 и 3, а не 12, поскольку установлены в «разрыв валов». То есть измеряется момент в валу, а не момент относительно нуля.