Engineering
Четырёхзвенник
Переключайте кривошипно-коромысловый, двухкривошипный и двухкоромысловый механизмы и следите за углом передачи: у мёртвого положения привод работает с трудом, а двухкоромысловый механизм останавливается и идёт назад. Шатун рисует свою кривую на плите.
Что происходит
Четыре звена, соединённые четырьмя шарнирами: неподвижная стойка d, кривошип a от мотора, шатун b и выходное звено c, которое держат пружина и демпфер. Условие Грасгофа говорит, что возможно: если самое короткое и самое длинное звенья вместе не длиннее двух других, s + l ≤ p + q, самое короткое может делать полные обороты. Кривошипно-коромысловый: кривошип вращается, выход качается. Двухкривошипный: стойка — самое короткое звено, оба кривошипа вращаются, выходной неравномерно. Двухкоромысловый без условия Грасгофа: ни одно звено не делает полного оборота; в положении вытягивания привод останавливается, и мотор идёт назад. Угол передачи μ между шатуном и выходным звеном показывает, насколько хорошо шатун толкает: у 0° или 180° большая часть силы только нагружает шарниры, а момент мотора достигает пика. Точка шатуна рисует свою кривую на плите.
Модель: жёсткие звенья и идеальные вращательные шарниры в одной плоскости; мотор держит скорость в пределах своего момента и при остановке реверсируется; линейная пружина и вязкий демпфер на оси выходного звена. Без трения и зазоров в шарнирах.
Что попробовать
Меняйте тип механизма и нагружайте выход; следите за углом передачи и моментом мотора у мёртвых положений.
Уравнения модуля
Уравнения s + l ≤ p + q cos μ = (b² + c² − a² − d² + 2ad cos θ) / (2bc)
