Engineering
Кулачкова муфта й синхронізатор
Вмикайте муфту за різних різниць швидкостей і фаз: кулачки над пазами входять, кулачки на кулачках ударяються й відскакують, а удар по бічній грані зчіплює вали поштовхом, що зберігає момент імпульсу й обертає решту в тепло. Увімкніть синхронізатор: конусна муфта стягує швидкости, доки блокувальне кільце тримає втулку, потім скоси виставляють зуби, і кулачки входять без удару.
Що відбувається
Ковзна втулка з шістьма кулачками на вхідному валу штовхається до ступиці з шістьма кулачками на вихідному. Біля торця вирішує відносна фаза: кулачки над пазами (у вікні (1 − 2w)·p/2 навколо середини паза) входять; кулачки на кулачках відскакують із відновленням 0,3 — удар. Доки втулка входить, відносний кут іде далі, і коли кулачок зустрічає бічну грань, вали зчіплюються ударно: момент імпульсу зберігається, решта енергії записується в тепло ½·J_1J_2/(J_1 + J_2)·Δω². Синхронізатор ставить між валами конусну муфту з моментом μ·F·R/sin α і блокувальне кільце, що тримає втулку, доки швидкости не зійдуться до 0,5 рад/с, потім скоси виставляють ступицю в паз. Напівнеявний Ейлер з кроком 0,1 мс.
Що спробувати
Вмикайте за 300 проти 100 об/хв і рахуйте удари до зчеплення; задайте виходу швидкість входу, а фазу — на паз, і кулачки увійдуть самі; увімкніть синхронізатор і повторіть.
Модель та її обмеження
Кулачки як жорсткі кутові сектори без геометрії скосів понад правило виставлення, ударне зчеплення без податливости граней, стале тертя конуса. Число ударів — у цієї ідеалізованої втулки.
Рівняння модуля
Рівняння p = 2π/z, |ψ − p/2| ≤ (1 − 2w)·p/2 ω = (J_1·ω_1 + J_2·ω_2)/(J_1 + J_2) Q = ½·J_1·J_2/(J_1 + J_2)·(ω_1 − ω_2)² T_c = μ·F·R_c/sin α
