Engineering
Цепная передача
Вращайте роликовой цепью звёздочку с 30 зубьями от звёздочки с 9, 13 или 19 зубьями и смотрите, как скорость ведомой звёздочки пульсирует один раз на каждый зуб. Затем дайте цепи слабину и запустите снова: мотор забегает вперёд, пока ветвь рывком не натянется.
Что происходит
Роликовая цепь с шагом 80 мм идёт от малой ведущей звёздочки к звёздочке с 30 зубьями, которая несёт маховик и нагрузочный тормоз. Цепь огибает звёздочку не по делительной окружности, а по многоугольнику: ведущая ветвь сходит с той вершины, где сидит последний ролик, и пока звёздочка поворачивается на один зуб, линия ветви поднимается и опускается. Поэтому ведомая звёздочка следует за ведущей с отношением z₁/z₂ лишь в среднем, а её скорость пульсирует один раз на каждый зуб — это эффект многоугольника. Малое число зубьев его усиливает: при 9 зубьях отношение скоростей колеблется примерно на 7 %, при 19 — меньше чем на 2 %. Натяжение ведущей ветви равно моменту нагрузки, делённому на делительный радиус ведомой звёздочки; ведомая ветвь не нагружена. Дайте цепи слабину: при пуске мотор вращается свободно, пока ветвь не натянется, а затем ветвь рывком увлекает маховик, давая пик натяжения.
Модель: жёсткие звёздочки; каждая свободная ветвь — прямой невесомый упругий участок между крайними роликами, который тянет, но никогда не толкает, а ролики садятся на зубья и сходят с них по одному. Без провисания, массы звеньев и ударов роликов; ведомая ветвь нарисована провисающей.
Что попробовать
Сравните пульсации при 9, 13 и 19 зубьях; затем дайте цепи слабину, запустите снова и следите за пиковым натяжением.
Уравнения модуля
Уравнения R = p / (2 sin(π/z)) ω₂/ω₁ ≈ z₁/z₂ Δω/ω ≈ 1 − cos(π/z₁) F = T₂/R₂
