Mechanische Kraftübertragung – die Fliehkraftkupplung bei der Arbeit

Erst neulich habe ich unerwartet die Auswirkungen der Fliehkraft erlebt, als ich vom Lebensmittelgeschäft nach Hause gefahren bin. Der Inspektor hatte meine gesamte Bestellung in eine einzige Tasche gepackt, was sie schwerer machte. Dann unterbrach mich auf der Straße jemand an einer Kreuzung und ich musste scharf abbiegen, um einen Unfall zu vermeiden. Während dieses Manövers kam die Zentrifugalkraft ins Spiel und zwang meine Einkaufstasche aus ihrer zentrierten Position auf dem Vordersitz neben mir. Es taumelte gegen die Beifahrertür, fiel und verschüttete seinen Inhalt auf dem Boden. Zum Glück brachen die Eier nicht.

In früheren Artikeln haben wir die Komponenten eines Fliehkraftkupplungsmechanismus identifiziert und gelernt, wie die Fliehkraft bewirkt, dass sich Objekte, die sich auf einer Kreisbahn um einen festen Punkt drehen, nach außen bewegen. Jetzt können wir untersuchen, was passiert, wenn wir einen Fliehkraftkupplungsmechanismus an einen Rasenmähermotor anschließen.

Abbildung 1 zeigt den Drehkupplungsmechanismus eines Benzinmotors, wenn dieser gerade gestartet wurde und mit niedriger Geschwindigkeit läuft.

Fliehkraftkupplungsmechanismus

Abbildung 1

Wie die rote Kugel in meinem vorherigen Artikel über die Fliehkraft haben die Schuhe der blauen Fliehkraftkupplung eine Masse U-Bahn. Drehen Sie sich um einen festen Punkt P.befindet sich in der Mitte der gelben Motorwellenkupplung. Punkt P. ist in einiger Entfernung r von der Mitte jedes Schuhs. In Bewegung befindliche Schuhe haben eine tangentiale Geschwindigkeit V.und nach Sir Isaac Newtons Gesetz der Zentrifugalkraft die Kraft F.C. Es wirkt auf jeden Schuh und veranlasst ihn, die Mitte des Mechanismus zu verlassen und sich vom festen Punkt weg zu bewegen. Da die Leerlaufdrehzahl jedoch ziemlich langsam ist, ist die auf die Schuhe ausgeübte Zentrifugalkraft nicht stark genug, um die Spannung der beiden Federn zu überwinden, und die sie verbindenden Spulen bleiben gewickelt und halten die Schuhe fest in Position die grüne Kante.

Was passiert also, wenn wir den Gashebel am Benzinmotor drücken und den Motor drehen lassen? Siehe Abbildung 2.

Kupplungsschuhe

Figur 2

Abbildung 2 zeigt den Kupplungsmechanismus, der sich mit einer höheren Geschwindigkeit dreht. Tangentialgeschwindigkeit V. erhöht und nach dem Newtonschen Gesetz die Zentrifugalkraft F.C. es erhöht auch die Wirkung auf die Kupplungsschuhe. Die Kraft ist so stark, dass sie die Spannung in den Federn überwindet und sie sich ausdehnen. Kupplungsschuhe bewegen sich nach außen und vom Sollwert weg P.sowie untereinander entlang der Enden des Chefs reisen.

Wenn wir unseren Finger vom Gashebel nehmen, wird der Motor langsamer und kehrt zur Leerlaufdrehzahl zurück. Die Fliehkraft nimmt ab und die Federn ziehen die Schuhe zu einem festen Punkt. P.. Der Mechanismus kehrt in seinen vorherigen Zustand zurück, wie in Abbildung 1 dargestellt.

Das nächste Mal werden wir den Fliehkraftkupplungsmechanismus in das Kupplungsgehäuse einsetzen, um zu sehen, wie die mechanische Kraft vom Motor auf den Schneidkopf unseres Rasenmähers übertragen wird.

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