Engineering
Nocken und federbelasteter Stößel
Vergleichen Sie drei glatte Hubgesetze und erhöhen Sie die Drehzahl, bis die Rolle vom Nocken abhebt; versteifen Sie dann die Feder, bis der Kontakt zurückkehrt. Der Kontakt kann nur drücken, deshalb wird das Abheben berechnet, nicht gezeichnet.
Was passiert
Ein Scheibennocken dreht sich unter einem Rollenstößel, den eine Feder nach unten drückt. Das Nockenprofil folgt aus einem Hubprogramm: Hub über 140°, Rast von 40° oben, Rückhub über 140°, Ruhe. Drei Gesetze liefern denselben Hub mit verschiedenen Beschleunigungen: harmonisch (seine Beschleunigung springt am Anfang und Ende jedes Hubs), zykloidisch und das Polynom 3-4-5. Der Kontakt kann nur drücken. Wo das Programm vom Stößel verlangt, schneller abzubremsen, als Feder und Schwerkraft ihn zurückziehen können, hebt die Rolle ab: Unterhalb der kritischen Winkelgeschwindigkeit ωc bleibt sie in Kontakt, darüber springt sie und setzt mit einem Schlag wieder auf. Fahren Sie mit den Tasten knapp unter und knapp über ωc, versteifen Sie dann die Feder oder erhöhen Sie die Vorspannung und sehen Sie den Kontakt zurückkehren. Der größte Sprung bleibt bis zum nächsten Start stehen.
Modell: starrer Nocken und starrer Stößel; ein einseitiger Kontakt auf der Bahn des Rollenmittelpunkts; eine lineare Feder, ein optionaler viskoser Dämpfer am Schaft und die Schwerkraft. Der Motor hält die Nockendrehzahl bis zur Momentengrenze. Ohne Rollenschlupf, Kontaktverformung und Rückprall.
Zum Ausprobieren
Fahren Sie mit den beiden ωc-Tasten zu beiden Seiten der kritischen Winkelgeschwindigkeit; versteifen Sie dann die Feder, bis die Rolle auf dem Nocken bleibt.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen a = ω²·d²s/dφ² N = m(a + g) + F₀ + k·y ≥ 0 ωc² = min (F₀ + k·s + m·g) / (−m·d²s/dφ²)
