Engineering
Рейка й шестерня
Підніміть вантаж вертикальною рейкою й дайте реверс; покладіть рейку горизонтально й знову дайте реверс. Підвішений вантаж тримає одну сторону зубців притиснутою, а каретці на напрямній із тертям спершу доводиться пройти люфт.
Що відбувається
Шестерня в нерухомому підшипнику рухає рейку вздовж напрямної: x = r·θ, а сила на зубці F = T/r. У вертикальній схемі рейка піднімає вантаж, у горизонтальній штовхає каретку по напрямній із сухим тертям. Зубці мають люфт j: усередині нього пара вільна, і шестерня тисне лише на ту сторону зубця, до якої дійшла. Дайте реверс. Підвішений вантаж тримає навантаженою ту саму сторону, тому рейка одразу йде за шестернею й тепер опускає вантаж. Каретка ж зупиняється, шестерня сама проходить люфт, і лише потім у роботу вступає інша сторона зубців: час холостого ходу зростає з люфтом. Рейка ходить між упорами, на яких двигун зупиняється на межі свого моменту.
Модель: жорсткі шестерня й рейка; два однобічні контакти сторін зубця, рознесені на люфт; кулонове тертя на горизонтальній напрямній; непружні контакти, без згину зубців. Двигун тримає швидкість у межах свого моменту.
Що спробувати
Дайте реверс в обох схемах: підвішений вантаж тримає люфт вибраним, а каретці спершу доводиться його пройти.
Рівняння модуля
Рівняння x = r·θ, F = T/r |x − r·θ| < j/2 ⇒ F = 0 W = ∫ T·ω dt
