Engineering
Przegub homokinetyczny
Zegnij wał napędowy i obserwuj prędkość wyjściową: przez przegub Rzeppa pozostaje dokładnie równa wejściowej, przez krzyżak Cardana dwa razy na obrót waha się między cos β a 1/cos β prędkości wejściowej. Obserwuj kulki: koszyk utrzymuje je w płaszczyźnie, która dzieli kąt złamania na pół.
Co się dzieje
Silnik napędza wał wejściowy; wał wyjściowy, złamany pod kątem β, obraca koło zamachowe obciążone hamulcem. W przegubie Rzeppa sześć kulek porusza się w rowkach pierścienia wewnętrznego na wejściu i pierścienia zewnętrznego na wyjściu, na sferze wokół środka przegubu, a koszyk utrzymuje je w płaszczyźnie, która dzieli kąt złamania na pół. Kulka w tej płaszczyźnie jest jednakowo odległa od obu osi, więc porusza oba wały tak samo: wyjście obraca się dokładnie razem z wejściem, przy każdym kącie złamania i pod obciążeniem, a moment hamulca dociera do silnika w całości. W każdym obrocie każda kulka przesuwa się wzdłuż swoich rowków tam i z powrotem o ±β/2, czyli o ±15° przy kącie złamania 30°.
Pojedynczy przegub Cardana to krzyżak osadzony na dwóch sworzniach. Jego wyjście podlega zależności tan φ₂ = cos β·tan φ₁ i dwa razy na obrót to wyprzedza wejście, to zostaje za nim w tyle: przy 30° jego prędkość waha się między 0,866 a 1,155 prędkości wejścia, co szarpie każde obciążenie o jakiejkolwiek bezwładności. W ciągu obrotu oba przeguby przekazują tę samą średnią prędkość; praca silnika przechodzi w ciepło hamulca i energię koła zamachowego.
Model: sztywne wały, kulki i krzyżak; każdą kulkę trzymają cztery więzy – jej dwa rowki, sfera i płaszczyzna koszyka – rozwiązywane razem w każdym kroku. Bez tarcia w rowkach i na sworzniach.
Co wypróbować
Zegnij wał do 30° i porównaj przegub Rzeppa z krzyżakiem Cardana: obserwuj stosunek prędkości i wykres wyjścia.
Równania modułu
Równania Rzeppa: ω₂ = ω₁ (balls in the bisecting plane) Cardan: tan φ₂ = cos β·tan φ₁ ω₂/ω₁ = cos β/(1 − sin²β·cos²φ₁) cos β ≤ ω₂/ω₁ ≤ 1/cos β
