Engineering
Klauenkupplung und Synchronisierung
Schalten Sie die Kupplung bei verschiedenen Drehzahlunterschieden und Phasen: Klauen über Lücken gleiten ein, Klauen auf Klauen prallen ab, und ein Flankenschlag kuppelt die Wellen mit einem Stoß, der den Drehimpuls erhält und den Rest in Wärme wandelt. Schalten Sie die Synchronisierung zu: Eine Kegelkupplung zieht die Drehzahlen zusammen, während der Sperrring die Muffe hält, dann richten die Dachschrägen die Zähne aus, und die Klauen gleiten ohne Schlag ein.
Was passiert
Eine Schiebemuffe mit sechs Klauen auf der Eingangswelle wird gegen eine Nabe mit sechs Klauen auf der Ausgangswelle gedrückt. An der Stirnseite entscheidet die relative Phase: Klauen über Lücken (im Fenster (1 − 2w)·p/2 um die Lückenmitte) gleiten ein; Klauen auf Klauen prallen mit Stoßzahl 0,3 ab — ein Schlag. Während die Muffe eingleitet, läuft der Relativwinkel weiter, und wenn eine Klaue eine Flanke trifft, kuppeln die Wellen stoßartig: Der Drehimpuls bleibt erhalten, der Rest der Energie wird als Wärme ½·J_1J_2/(J_1 + J_2)·Δω² verbucht. Die Synchronisierung setzt eine Kegelkupplung mit dem Moment μ·F·R/sin α zwischen die Wellen und einen Sperrring, der die Muffe hält, bis die Drehzahlen auf 0,5 rad/s zusammengelaufen sind, dann richten die Dachschrägen die Nabe in die Lücke. Semi-implizites Euler mit 0,1 ms.
Zum Ausprobieren
Schalten Sie bei 300 gegen 100 U/min und zählen Sie die Schläge bis zum Kuppeln; geben Sie dem Ausgang die Eingangsdrehzahl und die Phase auf eine Lücke, und die Klauen gleiten von selbst ein; schalten Sie die Synchronisierung zu und wiederholen Sie.
Das Modell und seine Grenzen
Klauen als starre Winkelsektoren ohne Schrägengeometrie über die Ausrichtregel hinaus, stoßartiges Kuppeln ohne Flankennachgiebigkeit, konstante Kegelreibung. Die Schlagzahl gehört dieser idealisierten Muffe.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen p = 2π/z, |ψ − p/2| ≤ (1 − 2w)·p/2 ω = (J_1·ω_1 + J_2·ω_2)/(J_1 + J_2) Q = ½·J_1·J_2/(J_1 + J_2)·(ω_1 − ω_2)² T_c = μ·F·R_c/sin α
