Rotirea unui disc pe un arbore se traduce adesea prin mișcare liniară. Exemplul cel mai evident este o roată de automobil, dar mișcarea înainte poate fi, de asemenea, importantă la proiectarea sistemelor de transmisie și curea. Translația de la rotație la viteza liniară este simplă; tot ce trebuie să știți este raza (sau diametrul) discului de rotație. Dacă doriți viteza liniară în picioare pe minut, este important să vă amintiți că trebuie să măsurați raza în picioare.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Pentru un disc care se învârte lanrpm, viteza înainte a arborelui atașat esten × 2πrdacă raza discului ester.
Calculul de bază
Desemnează un punctPpe circumferința unui disc rotitor.Pface contact cu suprafața o dată cu fiecare rotire și, cu fiecare rotire, parcurge o distanță egală cu circumferința cercului. Dacă forța de frecare este suficientă, arborele atașat la disc se deplasează înainte cu aceeași distanță cu fiecare rotație. Un disc cu razărare o circumferință de 2πr, astfel încât fiecare rotație deplasează arborele înainte cu această distanță. Dacă discul se rotește de n ori pe minut, arborele se deplasează la o distanță
n× 2πr în fiecare minut, care este viteza sa de înaintare (s).s = n × 2πr
Este mai frecvent să măsoară diametrul (d) a unui disc, cum ar fi o roată de mașină, decât raza. De candr = d÷ 2, viteza de avans a mașinii devinenπd, unde n este viteza de rotație a anvelopei.
s = n × πd
Exemplu
O mașină cu anvelope de 27 inch călătorește 60 de mile pe oră. Cât de repede se rotesc roțile sale?
Convertiți viteza mașinii de la mile pe oră la picioare pe minut: 60 mph = 1 mile pe minut, care la rândul său este de 5,280 ft / min. Anvelopa mașinii are un diametru de 1,125 picioare. Dacăs = n × πd, împarte ambele părți ale ecuației la πd:
n = \ frac {s} {πd} \\ \, \\ = \ frac {5280 \ text {ft / min}} {3,14 × 1,125 \ text {ft}} \\ \, \\ = 1,495 \ text { rpm}
Fricțiunea este un factor
Când un disc în contact cu o suprafață se rotește, arborele în jurul căruia discul se rotește se mișcă înainte numai dacă forța de frecare dintre disc și suprafață este suficient de mare pentru a preveni alunecarea. Forța de frecare depinde de coeficientul de frecare dintre cele două suprafețe în contact și de forța descendentă exercitată de greutatea discului și greutatea aplicată arborelui. Acestea creează o forță perpendiculară în jos în punctul de contact numit forță normală, iar această forță devine mai mică atunci când suprafața este înclinată. Anvelopele unei mașini pot începe să alunece atunci când mașina urcă pe un deal și pot aluneca pe gheață, deoarece coeficientul de frecare al gheții este mai mic decât cel al asfaltului.
Alunecarea afectează mișcarea înainte. Când transpuneți viteza de rotație în viteză liniară, puteți compensa alunecarea prin multiplicarea cu un factor adecvat derivat din coeficientul de frecare și unghiul de înclinare.