Engineering
Przegub Cardana
Zegnij wał i obserwuj, jak wyjście obraca się nierównomiernie przy równomiernym wejściu; drugi przegub w fazie to znosi, a skrzyżowany podwaja. Widełki i krzyżaki są bryłami na przegubach obrotowych.
Co się dzieje
Przegub Cardana (Hooke’a) łączy dwa wały złamane pod kątem β za pomocą krzyżaka osadzonego w dwóch widełkach. Silnik obraca wejście równomiernie; wyjście ma tę samą średnią prędkość, ale dwa razy na obrót przyspiesza i zwalnia: tan θ₂ = cos β · tan θ₁, więc ω₂/ω₁ waha się między cos β a 1/cos β. Zwiększ β i obserwuj, jak wahania rosną; koło zamachowe na wyjściu zmusza silnik do pchania i hamowania, by narzucić mu nierównomierny ruch, więc cięższe koło daje większe tętnienie momentu. Dwa przeguby z wałem pośrednim znoszą nierównomierność, gdy widełki są w fazie, a kąty równe, jak tutaj, i podwajają ją przy widełkach skrzyżowanych: stosunek waha się wtedy między cos²β a 1/cos²β.
Model: sztywne wały, widełki i krzyżaki połączone idealnymi przegubami obrotowymi, wały w nieruchomych łożyskach; żadne prawo prędkości nie jest narzucone, wynika z zamkniętego łańcucha przegubów. Bez tarcia i luzu w przegubach; silnik utrzymuje prędkość do granicy momentu, obciążeniem jest hamulec.
Co wypróbować
Zginaj wał przy stałej prędkości wejściowej i obserwuj wahania stosunku prędkości; potem porównaj oba układy podwójne.
Równania modułu
Równania tan θ₂ = cos β · tan θ₁ ω₂/ω₁ = cos β / (1 − sin²β · sin²θ₁) cos β ≤ ω₂/ω₁ ≤ 1/cos β
