Engineering
Quadrilatero articolato
Passa da manovella-bilanciere a doppia manovella e a triplo bilanciere e osserva l’angolo di trasmissione: vicino a un punto morto il motore fatica, e il triplo bilanciere si blocca e torna indietro. La biella traccia la sua curva sulla piastra.
Cosa succede
Quattro membri uniti da quattro perni: un telaio fisso d, una manovella a mossa da un motore, una biella b e un membro d’uscita c trattenuto da una molla e da uno smorzatore. Il criterio di Grashof dice che cosa possono fare: se il membro più corto e il più lungo insieme non superano gli altri due, s + l ≤ p + q, il più corto può compiere giri completi. Manovella-bilanciere: la manovella gira, l’uscita oscilla. Doppia manovella: il telaio è il membro più corto, entrambe le manovelle girano, l’uscita in modo irregolare. Triplo bilanciere: nessun membro compie un giro completo; in una posizione di allineamento il motore si blocca e torna indietro. L’angolo di trasmissione μ tra biella e uscita mostra quanto bene spinge la biella: vicino a 0° o 180° gran parte della forza carica solo i perni e la coppia del motore raggiunge il massimo. Un punto della biella traccia la sua curva sulla piastra.
Modello: membri rigidi e giunti rotoidali ideali in un piano; il motore mantiene la velocità fino alla coppia massima e si inverte quando si blocca; una molla lineare e uno smorzatore viscoso sul perno d’uscita. Niente attrito o gioco nei giunti.
Da provare
Cambia il tipo di meccanismo e carica l’uscita; osserva l’angolo di trasmissione e la coppia del motore vicino ai punti morti.
Equazioni del modulo
Equazioni s + l ≤ p + q cos μ = (b² + c² − a² − d² + 2ad cos θ) / (2bc)
