Engineering
Rueda dentada y trinquete
Accione la palanca y la carga sube diente a diente: el trinquete de arrastre empuja un diente hacia delante, y el trinquete de retención salta chasqueando sobre los dientes y sujeta la rueda cuando la palanca retrocede. Detenga la palanca: la carga se queda quieta. Levante los trinquetes y deje bajar la carga; después déjelos caer y observe el golpe.
Qué ocurre
Una rueda de trinquete de 12 dientes de sierra gira sobre un eje junto con un tambor de radio 0,12 m; en el tambor está enrollado el cable de una carga de 20 kg. Una palanca montada en el mismo eje lleva el trinquete de arrastre; el trinquete de retención cuelga de un pasador del bastidor. Unos muelles aprietan ambos trinquetes contra los dientes. En cada carrera de avance, el trinquete de arrastre empuja la cara recta de un diente y eleva la carga el equivalente a un diente, r_d·2π/z = 62,8 mm, venciendo un par de m·g·r_d = 23,5 N·m en la palanca, mientras el trinquete de retención sube por el dorso de los dientes y cae en el hueco siguiente. En el retorno, el trinquete de retención se engancha en una cara y sostiene la carga, y el trinquete de arrastre se desliza hacia atrás sobre un diente. La rueda solo puede girar en un sentido: no porque algo prohíba el otro, sino porque la punta de un trinquete se apoya contra una cara.
Detenga la palanca: la carga se queda quieta. Levante ambos trinquetes: la carga baja con una aceleración de m·g·r_d²/(I + m·r_d²) = 5,06 m/s² y hace girar la rueda. Déjelos caer de nuevo y el trinquete de retención detiene con un golpe la rueda en movimiento.
Modelo: rueda, palanca, trinquetes y carga rígidos; las puntas de los trinquetes tocan el perfil de los dientes mediante contactos unilaterales, y sus muelles son pares aplicados en sus pasadores; un servo con par limitado hace oscilar la palanca. Sin rozamiento.
Qué probar
Deje trabajar la palanca y cuente los dientes. Deténgala, luego levante un momento los trinquetes y déjelos caer: lea el valor del golpe.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones Δh = r_d·2π/z per stroke τ = m·g·r_d a = m·g·r_d²/(I + m·r_d²) (pawls lifted) W_lever = m·g·Δh + losses
