Küsimus:
Kuidas saaksin ratastega sõidukil haarduvust parandada, kuid hõõrdumist vähendada?
HDE 226868
2015-01-27 20:31:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

See on inspireeritud projektist, mille ma eelmisel aastal oma füüsikatunnis ette võtsin; Tahaksin seda tulevikus rakendada.

Taust: projekti jaoks pidin mina ja mõned klassikaaslased ehitama väikese auto, mis töötab mis tahes arvuga allikad; valisime hiirelõksu, mis pööras vabastamisel neljarattalisel autol kaks tagaratast. Meie grupi eesmärk oli viia auto võimalikult kaugele.

Üks probleem oli see, et jõuallikas ei olnud püsiv. Püünise kangihoob tõusis umbes viieks sekundiks kaarega üles ja naasis seejärel puhkeasendisse. Selle aja jooksul ajas see autot edasi. Seejärel liikus auto ülejäänud tee.

Mootoriga etapil soovisime veojõudu suurendada. Rattad olid CD-d (kuna meil oli eelarve 5,00 dollarit), millel on kalduvus välja keerata. Nii kinnitasime neile parema haarduvuse saavutamiseks riidetükid. Teisel etapil leidsime siiski, et see riie aeglustas autot üsna palju, kuna see suurendas dramaatiliselt hõõrdumist (nagu saime teada pärast mitme tunni pikkust erinevate kombinatsioonide katsetamist).

Teised rühmad kasutasid kleeplinti rataste katmiseks ja mõned kasutasid plaate, mis tundusid olevat CD-plaatidest veidi paremad (ehkki see rikkus suuruse piiranguid). Tundus, et riie oli siiski kõige paremini haarduv - meil ei olnud palju spinoute. Testid tehti tavapärasel klassiruumi põrandal (ma pole kindel, millest see koosneb - linoleum? -, kuid see on sama, mis peaaegu igas koolis, vähemalt Ameerikas).

Ratastega sõidukis üldiselt - ilmselgelt mitte ainult väike auto, mida juhib hiirelõks - kuidas saaksin oluliselt parandada rataste haardumist, kui jõuallikas on sisse lülitatud, kuid vähendada samal ajal hõõrdumist selle liikumise ajal? Kas see on nii lihtne kui teatud rehvide valimine või on olemas mõni suurem ja parem insenerilahendus?


Lõppkokkuvõttena: minu arvates oleks sõiduki massikeskme nihkumine, kus mootoriga rattad kalduvad vähem libisema ja esirattad on peaaegu hõõrdumatud. Mootoriga etapi ajal oleks massikeskus tagaosa lähedal, rannikujooksu etapil aga rinde lähedal. See võib aidata vähendada teatud rataste normaalset jõudu ja tekitada või vältida täiendavat hõõrdumist.

See on täiesti anekdootlik, kuid minu sarnase HS-i füüsikaprojekti jaoks kasutasime veojõu parandamiseks CD-rataste välisservale sujuvalt paigaldatud rula haardeteipi. Väärt lööki, kuid meie projekti eesmärk oli jõud, mitte kaugus. Siiski: teekattel kipub see olema raske (!!). Ma soovitaksin enne selle asja saatmist näiteks oma uuele lehtpuust korvpalliväljakule katsetada silmatorkamatul alal, olenemata sõidupinnast. :-)
Oh, ma peaksin ilmselt märkima, mida mõned teised rühmad kasutasid ja kus me seda katsetasime. Otsin vastuseid väljaspool sellist projekti, kuid see on ilmselt asjakohane. Aitäh, @PaulGessler.
Riidega rohkem aeglustuv auto on tingitud elastsest deformatsioonist tingitud suurenenud veeretakistusest. Paremini toimiks kõrge hõõrdumisega, väga elastne aine: näiteks kummipaelad. Seetõttu on rehvid valmistatud kummist.
Viis vastused:
#1
+6
JedF
2015-01-27 21:24:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Peate kontrollima, kui kiiresti energiat kasutate. Mingi amortisaatorimehhanism, mis võimaldaks jõudu järk-järgult rakendada ja ei põhjustaks selle välja pöörlemist.

Võite proovida keerata „toiteahela” üle erineva suurusega rihmarataste, nii et muutsite ülekandearvu. Kui kasutate koonust, oleks see sarnane CVT-ga, kus alustamisel oleks teil liikumiseks madal ülekandearv, siis kui koonusest lahti keritud nöör tõukab autot kiiremini, mitte lihtsalt välja.

Something like this for your rear axle.

Muuda: võite arvata ülekandearvu või kasutada mõnda põhistaatikat, et välja selgitada hõõrdetegur ja kuidas libisemist vältida pöördemomendi rakendamisel.

Madalam ülekandearv suurendaks spiningu tõenäosust, kuna see suurendaks ratastele rakendatavat pöördemomenti.
#2
+4
user16
2015-01-27 20:57:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hõõrdejõud on seotud pinna tüübi ja materjali tüübiga. Veojõud on seotud nii ratta tekitatava hõõrdumise suurusega kui ka ratta koormusega. See artikkel kuidas-asjad-toimib teeb nende kahe omaduse vahelise seose kajastamisel üsna head tööd.

Üks populaarne eksiarvamus on see, et pind mõjutab ratta haardumist. Ja dragsteri stiilis võidusõiduautosid tuuakse selle näite tõestamiseks mõnikord näiteks. Nendel sõidukitel on spetsiaalsed tagarehvid, mis on puhkeseisundis laiad, kuid muutuvad pöörlemiskiiruse kasvades kitsamaks. Usutakse, et see suurendab algtõmbejõudu, kuid väheneb veeretakistus, kuna maapinnaga kokkupuutuva ratta pindala pöörlemiskiirusega väheneb. Kuid see kirjutis teeb head tööd selle selgitamisel, kuidas tekkivad hõõrdejõud jäävad pindalast hoolimata samaks.

Arvestades, et veojõu võrrand $ F_t = \ mu_tmg $ on võrdne hõõrdumisega $ F_f = \ mu_fmg $ 1 , see on tasakaalustusmoment saadaoleva pöördemomendi vahel; pinnamaterjal; ja saadaolevad rattamaterjalid.

1 See ei tähenda, et $ \ mu_t $ on täpselt sama mis $ \ mu_f $, kuid need on selleks puhuks piisavalt lähedal.

Miks siis rattad suurust muudavad? Kas sellest on veel mingit kasu?
Pisut väiksem veeretakistus: http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/eng99/eng99599.htm
#3
+1
Adam Miller
2015-01-28 05:05:47 UTC
view on stackexchange narkive permalink

kuidas saaksin oluliselt parandada rataste haardumist ajal, mil jõuallikas on sisse lülitatud, kuid vähendada samal ajal hõõrdumist selle liikumise ajal?

Arvestades, et enamikul eesmärkidel on veojõud tõesti hõõrdumise funktsioon, arvan, et nende kahe juhtumi lahendamine on parem kui kõigil juhtudel.

Kas on võimalik rehve dünaamiliselt täis / õhkida? Kui jah, siis võib rehvide tühjendamine toite sisselülitamise ajal veidi täis olla, siis võib see täispuhuda, kui see on liikvel.

Teise võimalusena saab öelda, kuidas hoida lisarattaid sissetõmmatuna ja siis maha lasta nagu ratta treeningutel rattad, kui vajate rohkem pööramismanööverdusvõimet?

Täispuhumine / tühjendamine pole nii teostatav, kuid lisarataste idee on huvitav. See oleks olnud keeruline ja minu puhul oleks see disainipiiranguid kaugelt ületanud, kuid kindlasti on see hea lahendus.
#4
  0
SF.
2015-01-28 01:47:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Veojõud, hõõrdumine, maastiku mitmekülgsus, valige kaks.

Kui see töötab libedal maastikul, on veojõu parandamiseks vaja suurt hõõrdumist. Aga kui suudate maastikku piirata (ja säilitada mõistlik kiirendus; saate selle alati ülejäänud kolme vastu vahetada), saate tagada väga hea veojõu minimaalse hõõrdumisega.

Oletame, et teie rattad lõikuvad välja nagu saeleht, nurga all tahapoole. Pakute "stardiriba" sobiva saagilaadse rajaga, mille hambad on suunatud ettepoole. Nii hoiate ära igasuguse libisemise, ohverdamata palju hõõrdumist. Seejärel saavad rattad kas sõita üle tasase maastiku, lisades saehamba pinnalt veidi hõõrdumist, või võite kasutada kahesüsteemi ümmargusi "velgi", mis ulatuvad mööda "roomikutega" saehambaid, nii et kui sõiduk rajalt lahkub, liigub see edasi ülejäänud tee täiesti ümmargused rattad.

#5
  0
Will.W
2015-02-12 17:04:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hõõrdumist, millest te riide viitamisel räägite, nimetatakse õigemini veeretakistuseks. Tõelises mõttes peate veojõu suurendamiseks või maapinnale normaalse mõjuga jõu suurendamiseks suurendama hõõrdumist (koefitsienti).

Hõõrdekoefitsienti saate suurendada ratta materjali vahetades samal ajal. tegi seda riidest ümbrisega, kuid avastasite selle suurenenud veeretakistuse, kui sõiduk liikus, vähendades seeläbi efektiivsust. Alternatiiviks oleks massi suurendamine, suurendades seeläbi veojõu genereerimiseks saadaolevat jõudu, kasutades veojõu valemit. GlenH7 andis $ F_t = \ mu_tmg $, kus $ m $ on mass ja $ g $ on gravitatsioonikiirendus. Suurenev mass mõjutab negatiivselt teie kiirendust, nii et saate oma disaini kohandada nii, et võimalikult suur osa olemasolevast massist veeratastele nihutataks (vt dragsteri analoogiat, autod on väga pikad, kogu kaal on taga), täpselt nii, et esiratas (ed) hoiab kiirendusel kontakti maapinnaga (vt uuesti dragsterit).



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...