Drehmoment- und Massenverteilung des Schwungrads

Das letzte Mal haben wir unsere Diskussion über das Trägheitsmoment und dessen Auswirkungen auf a begonnen Schwungrad kinetische Energiespeicherung. Diese Trägheit ist eine Funktion der Schwungrad Teig, insbesondere wie die Teig ist verteilt. Heute werden wir unsere Diskussion fortsetzen und sehen, wie ein technischer Direktor bekannt ist Drehmoment beeinflusst die Dinge.

Drehmoment- und Massenverteilung des Schwungrads

Drehmoment- und Massenverteilung des Schwungrads

Das haben wir in einem früheren Blog gelernt Drehmoment Es ist einfacher definiert als ein Maß dafür, wie viel Kraft auf ein Objekt wirkt, um es um einen Drehpunkt oder einen Drehpunkt zu drehen, der in der Abbildung als kleiner schwarzer Punkt dargestellt ist. Für unsere Diskussion konzentrieren wir uns auf zwei Teile des Lenkrad, der Mittelteil EINund die Kante, Teil mich.

Teil EIN hat eine Masse U-BahnEIN in einiger Entfernung gelegen rEIN von der Mitte des Lenkrads, während Teil mich hat eine Masse U-Bahnmich in einiger Entfernung gelegen rmich davon. Wenn ein Motor über seine Drehachse mechanische Kraft auf das Schwungrad ausübt, nimmt die Umdrehung pro Minute (U / min) zu und damit auch die Winkelgeschwindigkeit ω. Folgen Sie dem Link, um eine Auffrischung zu erhalten.

Aufgrund dieser Beziehung können wir die in einem Lenkrad enthaltene kinetische Energie mithilfe der kinetischen Energieformel berechnen.

KE = ½ × ∑[m × r2] × ωzwei (einer)

Wenn die Winkelgeschwindigkeit des Schwungrads als Reaktion auf die Leistung des Motors zunimmt oder abnimmt, werden die Teile EIN Y. mich spiegeln die Beschleunigung oder Verzögerung von einEIN Y. einmich. Aus Teilen EIN Y. mich sowohl Masse als auch Beschleunigung aufweisen, unterliegen Newtons zweites Bewegungsgesetz, was besagt, dass Kraft gleich Masse mal Beschleunigung ist. Mit dieser Beziehung können wir die auf jedes Teil ausgeübte Kraft berechnen durch:

F.EIN = mEIN × einEIN (zwei)

F.mich = mmich × einmich (3)

Teil EIN ist klein im Vergleich zu dem Teil michAlso U-Bahnmich ist größer als U-BahnEIN und in der Folge F.mich ist größer als F.EIN. Kasse F.EIN Y. F.mich Sie agieren als Paare, weil sie Stücke provozieren EIN Y. mich um das Drehzentrum des Schwungrades zu drehen, so dass sie als Drehmoment bezeichnet werden EIN, T.EIN, und Drehmoment mich, T.MICH. Diese Paare werden berechnet durch:

T.EIN = F.EIN × rEIN (4)

T.mich = F.mich × rmich (5)

Teil michEine größere Masse liefert mehr Drehmoment als das Teil EINund es wird auch mehr zum kinetischen Energiegehalt des Schwungrads beitragen.

Die meisten Schwungräder sind mit schweren Reifen ausgestattet, die von kleinen Naben und dünnen Speichen getragen werden. Je mehr Masse vom Drehpunkt des Schwungrads weg verteilt ist, desto größer ist das Trägheitsmoment und Drehmoment des Schwungrads und desto mehr kinetische Energie kann es speichern .

Das nächste Mal werden wir eine Gleichung entwickeln, mit der wir die zum Beschleunigen eines Lenkrads erforderliche Leistung quantifizieren können.

opyright 2017 – Philip J. O’Keefe, PE

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