Setrvačné účinky rotujících hmot - čtvrtválec
Dáno:
, , , , , ,
Rotující těleso má v naznačené poloze zadaný pohyb (obr.1). Je dána hustota rotujícího útvaru ,
zakótované rozměry , , , a úhlová rychlost a zrychlení rotačního pohybu a .
Určit: , ,
Určeme reakce v ložiskách způsobené setrvačnými účinky a potřebnou hnací dvojici. Pasivní odpory zanedbejme.
 |
 |
Obr. 1 |
Řešení:
Uvolnění:
 |
 |
Obr. 2 |
Jde o prostorový případ tělesa rotujícího kolem stálé osy. Setrvačné účinky nahradíme redukčním párem , v počátku zvoleného souřadného systému
, , . Dále zavedeme složky reakcí; v levém ložisku, které přenáší
také osovou sílu, to budou:
, , ,
v pravém , . Platí:
Odstředivou a tečnou složku D´Alembertovy síly vyjádříme jako:
Poloha těžiště (hmotného střediska) čtvrtkruhu a hmotnost čtvrtválce jsou:
Složky dynamického momentu jsou vyjádřeny:
Tím, že jsme k vyjádření dynamických účinků použili D´Alembertova principu, můžeme pro rotor psát soustavu šesti rovnic rovnováhy (sílu zanedbáme). První tři rovnice jsou složkové a další momentové.
Osový moment setrvačnosti a deviační momenty vypočteme:
Jestliže je tloušťka tělesa malá vůči poloměru , lze vliv tloušťky na velikost momentu
setrvačnosti zanedbat.
Velikosti reakcí jsou:
Tím jsme získali soustavu sedmnácti rovnic pro stejný počet neznámých: , , , , , , , , , , , , , , , , . Vyřešením této soustavy rovnic dostáváme obecný výsledek (bez ohledu na tvar rotujícího tělesa):
Hledané reakce v ložiskách a hnací moment vycházejí následovně:
Výsledky pro konkrétní zadané hodnoty:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
|
|