1 UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA FACULTATEA DE MECANICĂ LABORATOR - DISCIPLINA MECANISME 11. MECANISME DIFERENŢIALE. EFECTUL GIROSCOPIC ÎN MECANISME Obiectivele lucrării: 1. Cunoaşterea funcţionării mecanismelor diferenţiale. 2. Stabilirea relaţiilor funcţionale între turaţiile elementelor conducătoare şi ale elementelor conduse. 3. Aplicaţii tehnice ale giroscopului: la mecanismul diferenţial, la mişcarea unui vagon de tren în curbă, la morile de măcinat. Echipamente / instrumente utilizate: 1. Mecanisme diferenţiale. 2. Sistem mecanic demonstrativ pentru exemplificarea efectului giroscopic. Rezultate obţinute: 1. Mobilitatea mecanismului diferenţial. 2. Relaţiile funcţionale între turaţiile elementelor conducătoare şi ale elementelor conduse ale mecanismelor diferenţiale obţinute prin aplicarea principiului inversării mişcării, la diferenţialul unui automobil şi la sistemele de orientare diferenţiale ale roboţilor. 3. Verificarea experimentală pentru diferenţialul unui automobil, a relaţiei funcţionale dintre turaţii, în urmatoarele situaţii: deplasare în linie dreaptă, în curbă, blocarea unei roţi, blocarea casetei diferenţialului. 4. Verificarea experimentală a efectului giroscopic cu ajutorul unui sistem mecanic realizat prin autodotare.
Transcript
1
UNIVERSITATEA DIN CRAIOVA FACULTATEA DE MECANICĂ
LABORATOR - DISCIPLINA MECANISME
11. MECANISME DIFERENŢIALE. EFECTUL GIROSCOPIC ÎN MECANISME
Obiectivele lucrării:
1. Cunoaşterea funcţionării mecanismelor diferenţiale. 2. Stabilirea relaţiilor funcţionale între turaţiile elementelor conducătoare şi ale elementelor
conduse. 3. Aplicaţii tehnice ale giroscopului: la mecanismul diferenţial, la mişcarea unui vagon de tren
în curbă, la morile de măcinat. Echipamente / instrumente utilizate:
1. Mecanisme diferenţiale. 2. Sistem mecanic demonstrativ pentru exemplificarea efectului giroscopic.
Rezultate obţinute:
1. Mobilitatea mecanismului diferenţial. 2. Relaţiile funcţionale între turaţiile elementelor conducătoare şi ale elementelor conduse ale
mecanismelor diferenţiale obţinute prin aplicarea principiului inversării mişcării, la diferenţialul unui automobil şi la sistemele de orientare diferenţiale ale roboţilor.
3. Verificarea experimentală pentru diferenţialul unui automobil, a relaţiei funcţionale dintre turaţii, în urmatoarele situaţii: deplasare în linie dreaptă, în curbă, blocarea unei roţi, blocarea casetei diferenţialului.
4. Verificarea experimentală a efectului giroscopic cu ajutorul unui sistem mecanic realizat prin autodotare.
2
1. Consideratii teoretice Mecanismele diferentiale au roti cu axe mobile, numite sateliti. Un satelit are o miscare
compusa, de rotatie in jurul propriei axe si de rotatie in jurul axei centrale a mecanismului. Elementul care deplaseaza axul satelitului se numeste brat port satelit .
La mersul in linie dreapta diferentialul functioneaza ca un mecanism cu axe fixe, actionat de un singur motor, deci gradul de mobilitate va fi 1.
La mersul in curba, sau la mersul in linie dreapta, dar cand apare o reactiune mai mare la una din roti, gradul de mobilitate este doi (echivalent cu actionarea cu doua motoare).
Din punct de vedere cinematic numai unul din sateliti este activ, restul sunt pasivi. Pentru calculul raportului de transmitere se aplica principiul inversarii miscarii (al lui Willis):
se scade din turatia fiecarui element turatia bratului port satelit, si se ajunge astfel la un mecanism echivalent ordinar (cu axe fixe).
La transmisiile cu roti dintate conice se vorbeste despre semnul raportului de transmitere numai daca axa rotii conducatoare si axa rotii conduse sunt paralele; pentru a se determina semnul raportului de transmitere se aplica regula observatorului: se figureaza prin sageti vitezele liniare ale punctelor de pe rotile conice care sunt cele mai apropiate de ochiul observatorului – daca vectorul viteza al punctului de pe o roata intra in polul angrenarii, atunci si vectorul viteza al punctului de pe roata conjugata din angrenajul respectiv intra in acel pol al angrenarii.
La sistemele de orientare tip diferential de la roboti, pentru calculul rapoartelor de transmitere folosind principiul inversarii miscarii (al lui Willis) se procedeaza in modul urmator:
- se considera pe rand in actiune cate un motor si celelalte motoare blocate; se analizeaza miscarea elementelor, stabilindu-se care roti dintate sunt sateliti;
- se determina rapoartele de transmitere pentru transmisiile ordinare si cele planetare din lanturile cinematice, fiecare cu formula corespunzatoare – pentru cele planetare se aplica principiul inversarii miscarii
- din ecuatiile pentru rapoartele de transmitere ale lanturilor cinematice se elimina si se substituie toate vitezele unghiulare diferite de cele ale elementelor conducatoare si cele ale elementelor conduse, obtinandu-se astfel relatiile functionale ca dependenta a marimilor de intrare in functie de cele de iesire.
2. Partea experimentală În figura 1 este reprezentat mecanismul diferential al automobilului Dacia format din
elementele cinematice: 2 - satelit; 1,3 roti centrale planetare; 4 pinion de atac H - caseta diferentialului (bratul port satelit).
Fig.1 Fig.2
3
Z1 =Z3 Se calculeaza gradul de mobilitate al diferentialului pentru mersul in linie dreapta si pentru mersul in curba. Pentru calculul raportului de transmitere se va aplica principiul inversarii miscarii (principiul lui Willis) ajungandu-se la un mecanism fictiv cu axe fixe (fig. 2); se face notatia: ijkH = raportul de transmitere dintre elementul j si elementul k in mecanismul fictiv, cu H blocat.
