Engineering
Кулісний механізм із прямим пазом
Запустіть синусний кулісний механізм і кривошипно-повзунний від одного кривошипа: ходи рівні, але лише куліса рухається за чистим косинусом. Укоротіть шатун — різниця зростає; навантажте виходи й порівняйте момент на кривошипі.
Що відбувається
Один колінчастий вал приводить два виходи. Спереду палець кривошипа несе камінь, що ковзає в прямому пазу куліси: x₁ = r cos θ — суто гармонічний рух. Позаду той самий кривошип через шатун довжиною l рухає повзун: x₂ = r cos θ + √(l² − r² sin²θ), зміщене й спотворене гойданням шатуна. Обидва ходи дорівнюють 2r. Покажчики на спільній шкалі показують обидва положення, x₂ відлічується від l; їхня різниця зростає, що коротший шатун порівняно з кривошипом. Додайте тертя в напрямній куліси або повзуна й порівняйте момент на кривошипі та бічну силу на камені в пазу.
Модель: жорсткі деталі, з’єднані ідеальними шарнірами й повзунами; тертя в напрямних — обмежена сила проти руху; двигун тримає швидкість у межах свого моменту. Без зазорів і тертя в шарнірах і в пазу.
Що спробувати
Порівняйте два покажчики на спільній шкалі, потім укоротіть шатун і повторіть.
Рівняння модуля
Рівняння x₁ = r cos θ x₂ = r cos θ + √(l² − r² sin²θ) x₂ − l − x₁ ≈ −r² sin²θ / (2l)
