9. Sečteno: co doopravdy nese každý kloub
A teď kvůli čemu to všechno bylo. Rozřízni stroj v kloubu. Všechno za řezem je uvolněné těleso: má hmoty, které zrychlují, tělesa, která se otáčejí, vlastní tíhu a cokoliv, co s ním dělá břemeno. Jedna síla a jeden moment v řezu to všechno musí pokrýt.
Fj = Σ m (aC − g) − Σ FextNewton, na všechno za řezem
Mj = Σ [ I α + ω × (I ω) + (C − Oj) × m (aC − g) ]
− Σ (Pext − Oj) × Fext − Σ MextEuler, ke kloubu
Znaménková konvence, řečená jednou. Fj a Mj jsou to,
čím vnitřní strana působí na vnější, vztaženo k počátku kloubu. Přesně to musí nést
ložisko, šrouby a hřídel v tom kloubu. Reakce na vnitřní konstrukci jsou tatáž čísla s opačným znaménkem.
Každý výsledek v kalkulačce používá tohle a nic jiného.
Rozklad odpovědi na části, které zajímají různé součásti
Jeden vektor sám o sobě moc užitečný není. Rozlož ho k ose kloubu u a vyjdou čtyři čísla, z nichž každé je pro někoho návrhovým zatížením:
- F·u — osová síla. Axiální zatížení ložiska; tah v montážních šroubech.
- |F − (F·u)u| — radiální síla. Fr ložiska; střih, který musí utáhnout tření pod šrouby; příčné zatížení hřídele.
- M·u — moment kolem osy. Tenhle je zvláštní: je to jediná složka, kterou musí vyrobit pohon. Všechno ostatní nese konstrukce zadarmo.
- |M − (M·u)u| — ohyb. Moment, kterému musí odolat ložisko, nebo dvojice, kterou musí nést skupina šroubů. Otočné ložisko stojí a padá na tomhle čísle.
Jak číst tabulku
Kalkulačka vypisuje všechny čtyři pro každý kloub a k tomu ještě dvě věci:
- staticky — totéž zatížení pohonu s vynulovanými rychlostmi a zrychleními. Rozdíl mezi těmi dvěma sloupci je celý příspěvek pohybu.
- dyn/stat — jejich poměr, označený nad 3. Tohle je nejužitečnější číslo na stránce: říká, jak moc by se statický ruční výpočet spletl.
Dva vzorce se opakují pořád dokola a oba stojí za to čekat:
- Zatížení roste dovnitř. Každý kloub nese všechno za sebou, takže základna to má vždycky nejhorší. Rameno není „totéž co loket, jen větší" — nese ten loket.
- Moment roste rychleji než síla. Síly se sčítají; momenty se sčítají a dostanou delší rameno. Dosáhnout o 20 % dál stojí základní kloub mnohem víc než 20 %.