Как да изчислим въртящия момент на вал

Съдържание

• Какво е сила?
• Обяснен въртящ момент
• Формула на въртящия момент на вала

Цялата физика се занимава с описание на това как се движат обектите и как се обменят определени количества (напр. Енергия, импулс) помежду си и околната среда. Може би най-фундаменталното количество, управляващо движението, е сила, която е описана от законите на Нютон.

Когато си представяте сили, вероятно си представяте как обектите се бутат или дърпат в права линия. В действителност, когато за първи път сте изложени на концепцията за сила в курса по физика на науката, това е видът сценарий, който сте представили, защото е най-простият.

Но физическите закони, управляващи ротационното движение, включват цял ​​различен набор от променливи и уравнения, дори ако основните принципи са едни и същи. Едно от тези специални количества е въртящ момент, който често действа за въртене на валове в машини.

Какво е сила?

Сила, казано по-просто, е тласкане или дръпване. Ако нетният ефект на всички сили, действащи върху даден обект, не бъде отменен, тогава тази нетна сила ще доведе до ускоряване на обекта или промяна на неговата скорост.

Обратно, може би на вашата собствена интуиция, както и на идеите на древните гърци, не е необходима сила за движение на обект с постоянна скорост, тъй като ускорението се определя като скорост на промяна на скоростта.

ако а = 0, промяна в V = 0 и не са нужни сили, за да може обектът да продължи да се движи, при условие че върху него не действат други сили (включително въздушно влачене или триене).

В затворена система, ако сумата от всички присъстващи сили е нула и сумата от всички налични въртящи моменти също е нула, системата се счита за в равновесие, тъй като нищо не го принуждава да промени движението си.

Обяснен въртящ момент

Въртящият колега за сила във физиката е въртящ момент, представен от т.

Въртящият момент е критичен компонент на почти всеки вид инженерно приложение, което може да се представи; всяка машина, която включва въртящ се вал, включва компонент на въртящия момент, който отчита почти целия транспорт, заедно със селскостопанско оборудване и много повече в индустриалния свят.

Общата формула за въртящия момент е дадена от

T = F × r × sin θ

Където F е силата, приложена към лост на рамо с дължина R под ъгъл θ , Тъй като sin 0 ° = 0 и sin 90 ° = 1, можете да видите, че въртящият момент е максимален, когато силата се прилага перпендикулярно на лоста. Когато мислите за опит с дълги гаечни ключове, който може би сте имали, това вероятно има интуитивен смисъл.

Формула на въртящия момент на вала

За да изчислите въртящия момент на вала - например, ако търсите формула на въртящия момент на разпределителния вал - първо трябва да посочите вида на вала, за който говорите.

Това е така, защото валовете, които например са издълбани и съдържат цялата си маса в цилиндричен пръстен, се държат различно от твърдите валове със същия диаметър.

За усукване на кухи или твърди валове, наречено количество срязващ стрес, представен от τ (гръцката буква тау), влиза в игра. Също така полярния момент на инерцията на дадена зона, J, количество по-скоро като маса при проблеми с въртенето, влиза в сместа и е специфично за конфигурация на вала.

Общата формула за въртящия момент на вал е:

T = τ × frac {J} {r}

където R е дължината и посоката на рамото на лоста. За твърд вал, J има стойността на (π / 2)R⁴.

За издълбан вал, J вместо това е (π / 2) (R_о⁴ – R_аз⁴), където R_{о и} R_о са външните и вътрешните радиуси на вала (твърдата част, външна към празния цилиндър).