Drehmoment und Kraft

Wir haben über das Drehmoment gesprochen und darüber, wie mehr Leistung für Anwendungen wie das Lösen fester Muttern mit einem Schraubenschlüssel zur Verfügung steht. Jetzt werden wir sehen, wie dieselben Prinzipien für eine andere Anwendung gelten, einen einfachen Getriebezug.

Zur Überprüfung lautet die Drehmomentformel:

Drehmoment = Abstand × Stärke × sin (ϴ)

wo, Entfernung Y. Stärke sind Vektorgrößen und ϴ ist der Winkel zwischen ihnen gebildet.

Gear Expert Witness

In Bezug auf die obige Abbildung des Getriebezuges sehen wir, dass die Kraft- und Distanzvektoren vorhanden sind, genau wie in unserem vorherigen Beispiel für Schraubenschlüssel / Mutter. Aber anstatt durch die auf einen Schraubenschlüssel ausgeübte Kraft ein Drehmoment zu erzeugen, werden die Dinge umgekehrt und es ist das Drehmoment, das die Kraft erzeugt.

Sie sehen im Beispiel Schraubenschlüssel / Mutter, dass die auf den Schraubenschlüsselgriff ausgeübte Kraft ein Drehmoment auf die Mutter erzeugt hat. In unserem vorliegenden Getriebebeispiel wird das auf die Motorwelle ausgeübte Drehmoment durch einen Elektromotor erzeugt, der Druck auf die Motorwelle ausübt, der wiederum eine Kraft auf die Zähne des Antriebsrads ausübt. Das Antriebszahnrad ist ebenfalls an dieser Welle angebracht, sodass das Drehmoment bewirkt, dass sich das Antriebszahnrad zusammen mit dem Motor dreht. Diese Drehung führt zu einer Kraft, die an dem Punkt ausgeübt wird, an dem die Zähne des Antriebszahnrads mit den Zähnen des angetriebenen Zahnrads in Eingriff stehen. Mit anderen Worten, im Beispiel mit Schraubenschlüssel / Mutter erzeugt die Kraft ein Drehmoment, während im vorliegenden Beispiel das Drehmoment eine Kraft erzeugt.

Das Getriebe hat einen Drehpunkt, wie es in unserem Beispiel für Schraubenschlüssel / Mutter der Fall war, aber dieses Mal befindet es sich in der Mitte der Motorwelle und nicht in der Mitte einer Mutter. Der Drehpunkt in beiden Beispielen ist der Ort, an dem die Aktion stattfindet. Die Motorwelle und das Antriebsrad drehen sich um sie herum, ebenso wie die Backen des Schraubenschlüssels und des Griffs um den Drehpunkt der Mutter.

In beiden Beispielen werden die Distanzvektoren von den Drehpunkten aus erweitert, um den Pfad des Kraftvektors zu erfüllen. Im Getriebezugbeispiel wird dieser Pfad des Kraftvektors aufgerufen Aktionslinie, wie weiter oben in dieser Blog-Serie vorgestellt. Diese Wirkungslinie verläuft bis zu dem Punkt, an dem die Zähne des angetriebenen und des angetriebenen Zahnrads ineinander greifen. Die auf diesen Punkt wirkende Kraft bewirkt, dass sich die Zahnräder im Getriebezug drehen, und während sie sich drehen, wird mechanische Energie vom Motor auf eine beliebige Komponente der Maschine übertragen, die mit der Welle des angetriebenen Zahnrads verbunden ist. Die motorisierte Komponente kann dann nützliche Arbeiten ausführen, z. B. Holz schneiden, Zuckerguss für einen Kuchen mischen, Löcher in Stahl bohren oder Fahrzeuge antreiben.

Sie werden feststellen, dass es einen Winkel gibt ϴ das existiert zwischen den Vektoren Distanz und Kraft. Da wir einen Drehpunkt, einen Kraftvektor, einen Abstandsvektor und einen Winkel haben ϴkönnen wir die Drehmomentformel genau wie in unserem Beispiel mit Schraubenschlüssel / Mutter auf Getriebezüge anwenden. Dann können wir diese Formel verwenden, um zu berechnen, wie das Drehmoment zwischen den Gängen des Zuges übertragen wird.

Das nächste Mal werden wir die Vektoren von Abstand und Kraft in einem einfachen Getriebezug untersuchen.

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