Engineering
Мальтийский механизм
Сравните четыре и шесть пазов и увеличьте скорость привода: один оборот кривошипа даёт один шаг, на выстое колесо держит запирающая дуга, а наибольшее ускорение колеса растёт как квадрат скорости.
Что происходит
Кривошип с одним пальцем вращается равномерно. Каждый раз, входя в паз, палец поворачивает колесо на один шаг, 360°/n, а между шагами запирающая дуга удерживает колесо на месте. Палец входит в пазы и выходит из них радиально, поэтому колесо трогается и останавливается без скачка скорости, но его ускорение скачком меняется на входе и достигает максимума во время шага. Сравните 4, 5, 6 и 8 пазов: чем больше пазов, тем меньше каждый шаг и тем большую часть оборота кривошипа он занимает, движение мягче, а выстой короче. Удвойте скорость — наибольшее ускорение вырастет вчетверо, а с ним и инерционная часть силы на пальце; более тяжёлое колесо или момент нагрузки увеличивают силу на пальце, а на выстое момент нагрузки воспринимает фиксатор.
Модель: жёсткие кривошип и колесо; палец — связь «точка в пазу» в том пазу, куда он вошёл, фиксатор держит колесо, пока палец снаружи; мотор держит скорость в пределах своего момента, момент нагрузки постоянен. Без трения, зазоров и удара на входе.
Что попробовать
Сравните разное число пазов и увеличивайте скорость; следите за ускорением колеса и силой на пальце.
Уравнения модуля
Уравнения λ = r/C = sin(π/n) tan ψ = λ sin φ / (1 − λ cos φ), |φ| ≤ π/2 − π/n Δψ = 2π/n, Δφ = π − 2π/n ε = d²ψ/dt² ∝ ω²
