Гироскопический эффект н гироскопические силы

При значительных осевых нагрузках в фиксирующей опоре применяют шариковый упорный двойной подшипник в комбинации с радиальным. Некоторые конструкции таких опор приведены на рис. 7.47, а, б. Установка упорных подшипников на горизонтальных валах нежелательна по следующей причине. Осевая сила нагружает одно из крайних колец и разгружает другое. В контакте с разгруженным кольцом под действием сил инерции (гироскопический эффект) шарики проскальзывают. Это приводит к повышенному нагреву подшипника и к более быстрому его разрушению. Чтобы избежать повьппенного проскальзывания, кольца упорных подшипников поджимают пружинами (рис. 7.47, б). [c.134]

Силы, периодически изменяющиеся по величине или направлению, являются основной причиной возникновения вынужденных колебаний валов и осей. Однако колебательные процессы могут возникать и от действия постоянных по величине, а иногда и по направлению сил. Свободное колебательное движение валов и осей может быть изгибным (поперечным) или крутильным (угловым). Период и частота этих колебаний зависят от жесткости вала, распределения масс, формы упругой линии вала, гироскопического эффекта от вращающихся масс вала и деталей, расположенных на валу, влияния перерезывающих сил, осевых сил и т. д. Уточненные расчеты многомассовых систем довольно сложны и разрабатываются теорией колебаний. Свободные (собственные) колебания происходят только под действием сил упругости самой системы и не представляют опасности для прочности вала, так как внутренние сопротивления трения в материале приводят к их затуханию. Когда частота или период вынужденных и свободных колебании со- [c.286]

Если кольцо 2 скрепить с основанием У жестко, т. е. так, чтобы оно не могло вращаться вокруг оси Ох, то у гироскопа останется одна степень свободы (поворот вокруг оси Ог). Но и в этом случае, если вращать основание вокруг оси Ozi, будет иметь место гироскопический эффект н ось начнет давить на подшипники с силами N, N, значения которых, зная расстояние АА, можно определить по формуле (77), если все величины, входящие в ее правую часть, будут тоже известны. [c.338]

Появление гироскопических сил называют гироскопическим эффектом. Подобный гироскопический эффект, связанный с возникновением гироскопического давления на подшипники, наблюдается, например, у роторов турбин на кораблях при поворотах н качке, у винтовых самолетов при виражах и т. п. [c.161]

Гироскопический эффект. Действие гироскопического момента (гироскопический эффект) проявляется в технике в тех случаях, когда поворачивается быстро вращающийся массивный ротор. Пусть, например, в опорах Ох и 2 вращается вал с ротором S так, что кинетический момент Ко направлен слева направо (рис. 21.18). Будем стремиться повернуть вал 0 0 с ротором в плоскости рисунка в направлении по часовой стрелке. На первый взгляд кажется, что для этого потребуются вертикальные усилия, обозначенные на рис. 21.18 штрихами. В действительности это не так. Конец вектора Ко при указанном повороте приобретает скорость, направленную в плоскости рисунка вниз. На основании формулы (21.32) так должен быть направлен и вектор внешних сил. (Следовательно, усилия F и — F должны быть перпендикулярны плоскости рисунка так, как показано на рис. 21.18. [c.391]

Из уравнения (19.6) следует, что ось гироскопа изменяет свое положение в пространстве только под действием таких внешних сил, момент которых относительно центра масс гироскопа йе равен нулю. Если ось гироскопа горизонтальна и на один из концов действует внешняя сила, направленная, например, вниз, то ось гироскопа будет двигаться не вниз, а вбок, т. е. будет наблюдаться гироскопический эффект который проявляется в том, что движение оси гироскопа определяется не направлением внешней силы, а направлением ее момента. [c.75]

В различных технических устройствах встречается вынужденное прецессионное движение быстро вращающихся тел. При повороте оси вращения таких тел возникают гироскопические силы, оказывающие дополнительное давление на подшипники. Рассмотрим гироскоп, ось которого поворачивается вокруг прямой О О (рис. 61). Вследствие гироскопического эффекта ось гироскопа стремится повернуться [c.77]

Каковы условия возникновения гироскопических сил и моментов, а также появления эффекта Магнуса при движении летательного аппарата [c.243]

Таким образом, и в рассматриваемом случае действия гироскопических сил соответствующий центр давления находится за центром тяжести площади крыла, что свидетельствует о возникновении стабилизирующего эффекта. [c.473]

Гироскопический эффект в относительном движении. Новое выражение принципа стремления осей вращения к параллельности. — Предположим, что угловая скорость Гд вращения тела вокруг собственной оси очень велика, так что ее можно считать весьма большой величиной первого порядка, между тем как составляющие р, q, нормальные к оси тела, весьма малы, так же как и вращение 0)5 подвижного тела отсчета. Рассматривая эти количества как малые первого порядка, мы можем считать все члены, входящие в выражения 2, ЛI2, М и за исключением первого члена выражения малыми величинами второго порядка. Если пренебречь малыми членами второго порядка, то результирующий момент фиктивных сил, которые прикладываются к телу в относительном движении, приводится только к моменту относительно оси 0x2, имеющему приближенное значение [c.177]

Если бы скорость поступательного движения была постоянна, то величина силы зависела бы лишь от наклона оси снаряда к траектории и сила была бы консервативна. Если же скорость убывает, то постоянно убывает и сила сопротивления и гироскопический эффект оказывается таким же, как и в предыдущем случае. [c.204]

Чтобы иметь определенный случай, сообщим телу вращение в положительную сторону вокруг его оси Тг. Скорость точки касания О будет направлена в сторону положительного вращения вокруг оси Тг, касательная же реакция плоскости будет направлена в обратную сторону. Момент относительно точки Г этой реакции лежит в вертикальной плоскости ОГг и направлен по перпендикуляру к ОГ в сторону вертикали, проведенной вверх. Поэтому в движении тела около центра тяжести ось Ог тела вследствие гироскопического эффекта перемещается к оси момента, представляющей собой ось того вращения, которое стремится сообщить телу пара ось Ог перемещается, следовательно, вверх. Таким образом, как было указано выше, эффект силы трения со стороны плоскости заключается в том, что эта сила стремится выпрямить ось симметрии тела (приблизить ось тела к вертикали). [c.208]

Катящийся колесный стан железнодорожного вагона представляет собой гироскоп, момент импульса которого при быстром движении поезда может стать весьма значительным. Для того, чтобы при прохождении поезда по криволинейному пути отклонять упомянутый момент в положение, отвечающее нормали к кривой, необходим, согласно уравнению (27.1), вращающий момент М, направленный в сторону движения поезда. Так как такого момента М нет, то в качестве гироскопического эффекта возникает противоположный момент, прижимающий колесный стан к наружному рельсу и отрывающий его от внутреннего рельса. Этот момент складывается с моментом центробежной силы относительно направления движения поезда (для уменьшения влияния центробежного момента придают наружному рельсу при укладке пути некоторое превышение над внутренним). Оба момента пропорциональны mv(jj где V — скорость движения поезда, uj — угловая скорость на кривой величина т в нашем случае является массой колесного стана, приведенной к окружностям колес, а в выражении центробежной силы — общей массой вагона, приходящейся на колесный стан. Таким образом, рассматриваемый гироскопический момент очень мал по сравнению с моментом центробежной силы его можно было бы учесть незначительным дополнительным превышением наружного рельса над внутренним. [c.207]

Велосипед представляет собой дважды неголономную систему, поскольку при пяти степенях свободы в конечной области он имеет только три степени свободы в бесконечно малой области (если не учитывать степеней свободы велосипедиста). Этими тремя степенями свободы являются вращение заднего колеса в его мгновенной плоскости (с которым вращение переднего колеса связано условием его качения), вращение вокруг руля и совместное вращение обоих колес вокруг прямой, соединяющей их точки опоры. Как известно, устойчивость этой системы при достаточно большой скорости езды основана на том, что поворотом руля или непроизвольными движениями тела велосипедист вызывает соответствующие центробежные воздействия. Сама конструкция колес показывает, что их гироскопическое действие очень мало по сравнению с центробежным для усиления гироскопического действия колеса нужно было бы снабдить его массивным ободом (а не делать его, как обычно, возможно более легким). Тем не менее, можно показать , что даже эти слабые гироскопические эффекты колес способствуют повышению устойчивости велосипеда. Дело в том, что гироскопические силы, как и при автоматическом гироскопическом управлении судна, быстрее реагируют на понижение центра тяжести системы, чем центробежные силы при малых колебаниях, которые нужно рассматривать при оценке устойчивости, гироскопические воздействия сдвинуты по фазе лишь на четверть периода, в то время как центробежные воздействия сдвинуты на половину периода по сравнению с колебаниями центра тяжести. [c.208]

Покажем строго, что при некоторых условиях наблюдается как бы постоянный гироскопический эффект. Для простоты и определенности примем, что действует сила тяжести [c.69]

Основным источником колебаний в турбомашинах, наиболее существенно влияющим на общий уровень вибрации на их лапах, являются неуравновешенные силы инерции, возбуждающие поперечные колебания роторов. Поэтому вопросы динамики вращающихся роторов составляют основное содержание этой главы. В частности, здесь рассмотрены различные аспекты задачи о нахождении критических скоростей вращения валов (влияние упругости опор, несимметрии упругих и инерционных свойств ротора, влияние гироскопического эффекта дисков и т. п.) и дана общая постановка задачи об исследовании устойчивости их вращения и р вынужденных колебаниях роторов (влияние внутреннего и внешнего трений, условия самовозбуждения автоколебаний на масляной пленке подшипников скольжения и т. д.). Описаны также различные методы расчета собственных частот изгибных колебаний и критических скоростей валов и, в частности, современные методы, ориентированные на применение ЭВМ. [c.42]

Если не учитывать затухание и если эксцентрицитет е имеет конечное значение, то полностью исчезает влияние решения (2.22). Когда е = 0, может наступить прямая или обратная прецессия. Если вал под действием центробежных сил вращается равномерно с установившимися прогибами, то необходимо, чтобы след вала в плоскости диска и центр диска лежали в плоскости, которая проходит через ось вращения, так как в противном случае не может наступить длительное состояние равновесия между гироскопической парой сил, центробежной силой и поперечной силой вала. В этом случае будет иметь место только прямая регулярная прецессия (бз = 0). При вычислении критической угловой скорости крутильных колебаний с учетом гироскопического эффекта мы исходим из предположения, что коэффициенты влияния Максвелла для прогибов исследуемого вала известны. Обозначив эти коэффициенты через ац, Ри, Yu и положив е = 0, мы можем в случае регулярной прямой прецессии написать [c.36]

Гибкие вертикальные роторы, несущие на себе сосредоточенные массы присоединенных деталей, представляют собой одну из разновидностей упругих гироскопических систем. В конструкциях современных высокоскоростных турбомашин они встречаются повсеместно. Повышение скоростей вращения приводит к увеличению гибкости валов, а производительности машин — к росту моментов инерции сосредоточенных масс. Эти факторы в свою очередь усиливают влияние на динамику системы возникающих при вращении гироскопических эффектов, а также поля параллельных оси ротора сил, в котором совершаются его колебания. Для земных объектов это обычно поле сил тяжести. [c.5]

В этом случае гироскопический эффект понижает критическую скорость вала. В некоторых случаях проявляются и несинхронные прецессии h ф , вызываемые гидродинамическими силами, трением, а также внешними вибрациями. [c.375]

Гироскопический эффект, момент которого пропорционален угловой скорости поворота оси ротора в горизонтальной плоскости, проявляется в виде пары сил, действующей в вертикальной плоскости. Так как эти колебания связаны только с поворотом оси ротора, 98 [c.98]

Влияние зазоров в подшипниках. При исследовании балансировочной машины с двумя неподвижными опорами было установлено [1 ], что динамическая составляющая неуравновешенности вызывает горизонтальные угловые повороты оси ротора в зазорах подшипников и создает (при гироскопическом эффекте) дополнительную динамическую пару сил, действующую в вертикальном направлении. В то же время статическая составляющая неуравновешенности (при условии силовой симметрии) вызывает параллельное перемещение оси ротора, которое не связано с гироскопическим эффектом и появлением дополнительных динамических давлений. Изменение соотношения динамических давлений в вертикальном направлении от статической и динамической составляющих неуравновешенности, зависящее от зазоров в подшипниках, приводит к нарушению настройки балансировочной машины при 258 [c.258]

В расчетах критических угловых скоростей, где не учитываются моменты сил инерции, вызванных гироскопическим эффектом, определение этой скорости сводится к нахождению собственных частот поперечных колебаний вала. При этом вал имеет столько критических угловых скоростей, сколько для него возможно разных частот колебаний. [c.273]

Из (S7) видно, что гироскопический эффект повышает устойчивость, и при 1 > I (тонкие диски) система всегда будет устойчивой. Частота колебаний X уже не является постоянной величиной, а зависит от соотношения между силами трения. [c.156]

ГИРОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ И ГИРОСКОПИЧЕСКИЕ СИЛЫ [c.259]

Гироскопический эффект. Снова обратимся к установке, показанной на рисунке 9.30. Если рассмотреть не момент сил, [c.259]

Таким образом, гироскопический эффект состоит в том, что ось быстро вращающегося волчка при действии на нее силы смещается не в направлении силы, а перпендикулярно ей. Такое поведение оси волчка в случае установившейся прецессии [c.259]

В данном случае гироскопический эффект проявился в том, что положение внутреннего кольца В, несмотря на действие на него силы F, остается неизменным, но зато начинает поворачиваться внешнее кольцо С. При этом ось KL гироскопа движется в горизонтальной плоскости. [c.534]

Упорные шарикоподшипники (рис. 16.8) предназначены для восприятия только осевых нагрузок в одном направлении (рис. 16.8, а) в двух направлениях (рис. 16.8, б). Их предельные частоты вращения ограничены из-за наличия центробежных сил и гироскопического эффекта. На горизонтальных валах применять их не рекомендуется. [c.329]

Тип 8 - шариковые упорные и упорно-радиальные подшипники. Основное конструктивное исполнение упорного подшипника - одинарный подшипник (базовый типоразмер, исполнение 8000, рис. 2.10, а). Предназначен для восприятия только осевой силы одного направления. Подшипники лучше работают на вертикальных валах. Очень чувствительны к точности монтажа. Вследствие повышенного гироскопического эффекта их применяют при значительно меньших, чем другие шарикоподшипники, частотах вращения. [c.146]

Для устранения влияния гироскопического эффекта в упорных подшипниках при п > 0,5и р применяют сборку с предварительным натягом, осуществляемым комплектом пружин, нагружающих подшипник осевой силой Fa, Н [c.198]

Рассмотрим механизм энергопереноса крупными вихрями более подробно. Вследствие радиального фадиента осевой скорости возникают тороидальные вихри, в которых локализуется энергия осевого движения как приосевого, так и периферийного потоков. Под воздействием гироскопического эффекта эти вихри разворачиваются относительно своей криволинейной оси и взаимодействуют с окружным движением, создавая положительный фадиент избыточного давления, что приводит к смещению их на периферию и к последующей диссипации. Для изменения направления момента импульса элемента вихревого кольца необходима энергия, производимая моментом сил. Очевидно, таким моментом может являться вязкий момент сил трения, возникающий между вращающимися приосевым и периферийным вихря- [c.132]

Гироскопнческ1гй момент представляет собой момент пары, составленной силами инерции гироскопа. Гироскопический эффект в той или иной форме проявляется всегда, когда изменяется направление оси быстро вращающегося гироскопа, [c.252]

Опытная проверка этих выводов производится очень просто, при помощи весьма несложных приборов. Достаточно иметь тор, который может вращаться вокруг своей оси и укреплен в кар-дановом подвесе. Таковы маленькие гироскопы, продающиеся как игрушки и легко удерживаемые в руке. Тору сообщают быстрое вращение вокруг его оси. Если после этого мы хотим изменить направление этой оси, действуя на нее рукой, т. е. если хотим повернуть эту ось вокруг перпендикулярной к ней прямой, то мы должны приложить довольно значительную силу, определяемую формулой (5). Обратно, в силу закона равенства действия и противодействия, ось развивает реакцию, равную и прямо противоположную этой силе. Это энергичное противодействие, направленное нормально к тому перемещению, которое рука сообщает оси, а не навстречу этому перемещению, вызывает в руке неожиданное ощущение, обычно изумляющее того, кто его еще не испытывал. Кажется, что мы имеем здесь самопроизвольное действие прибора, а не просто пассивную реакцию, происходящую от его инерции. В этом именно и заключается поражающее нас явление гироскопического эффекта. [c.174]

Задача о нахождении этих собственных частот в общем случае должна ставиться с учетом податливости опор и притом различной в разных направлениях (но без учета неконсервативных сил реакции масляного клина), а также с учетом гироскопического эффекта диска. Эта задача, см. уравнение (II. 34), не сводится к нахождению собственных частот изгибных колебаний невраща-ющегося ротора. [c.62]

Силы трения в головке ветродвигателя существенно зависят от её конструкции и вызываются весом поворачивающейся конструкции, осевой нагрузкой, гироскопическим эффектом и реактивным моментом вертикального вала. На фиг. 42 дана схема верхней части ветродвигателя с виндро-зами [26], вес поворачивающейся части Q и координаты составляющих веса О, и О2 — и Ь. Реакции опор Bi и В2 определяются из [c.226]

Складывание В 65 <см. также сгибание, фальцовка изделий (плоской формы Н перед упаковкой В 63/04) тонких материалов Н 45/(00-30)) Склеивание [деревянных поверхностей В 27 G 11/(00-02) F 16 металлов В 11/00 труб L 13/10) Б 65 Н нитей в намоточных машинах 69/02 полотен 21/00, 37/04) пластических материалов В 29 С 65/(48-54) слоев при изготовлении слоистых изделий В 32 В 7/12 способы общего назначения С 09 J 5/00-5/10 стекла С 03 С 27/(10-12)] Скобы В 25 С инструменты 5/00-5/16 ручные приспособления 5/00 станки 5/00, В 27 F 7/17-7/38) для скрепления скобами устройства для извлечения 11/00-11/02) для соединения (изделий в целях хранения или транспортирования В 65 D 67/02 стержней или труб F 16 В 7/08) калиберные в устройствах для измерений G 01 В 3/56 как элементы рам в велосипедах, мотоциклах и т. п. В 62 К 19/34] Скольжение предотвращение скольжения на рельсах В 61 С 15/(08-12) уменыыение скольжения транспортных средств увеличением силы сцепления колес В 60 В 39/(00-12) Скорость [G 01 Р измерение (с помощью гироскопического эффекта 9/00-9/04 путем интегрирования ускорений 7/00) скорости (вращающихся валов 3/00 движения судов 5/00) среднего значения 11/00) линейная 3/00-3/68 текучих сред или твердых тел относительно текучей среды 5/00) измерение элементы конструкции измерительных приборов для ее определения 1/00) полета самолетов В 64 D 43/02 регулирование частоты вращения (барабанов в лебедках и т. п. В 66 D 1/24 в центрифугах В 04 В 9/10))] [c.176]

Отличие частотной зависимости от квадратичной можно также показать, пользуясь выражением (19) для рамной балансировочной машины и выражениями (25) для балансировочной г 1ашины с двумя подвижными опорами, где действуют дополнительные силы и моменты, появляющиеся в результате прогиба вала и гироскопического эффекта. Влияние этих сил и моментов на четкость раздельного уравновешивания двух плоскостей коррекции выяснено выше. Ниже мы рассмотрим влияние еще одного дополнительного момента с частотной зависимостью, отличающейся от квадратичной, который всегда имеет место при балансировке. Речь идет об угловом перекосе внешней обоймы шарикоподшипника относительно внутренней обоймы, который дает значительное изменение неуравновешенности ротора. Снятие н новое надевание на вал подшипника обязательно сопровождается изменением неуравновешенности, показываемой балансировочной машиной. Слабая посадка внешней обоймы подшипника в гиезде корпуса сопровождается появлением блуждающей неуравновешеп-ности, так как последняя каждый раз меняет и величину и расположение при проворачивании внешней обоймы. Искусственный угловой перекос, вызываемый нажатием на одну сторону внешней обоймы подшипника, немедленно обнаруживается на балансировочной машине, показывающей в этом случае изменение неуравновешенности. [c.287]

Гироскопический эффект. В случае, когда диск расположен в середине пролета вала, он при колебании вала перемещается параллельно самому себе, т. е. совершает колебания в своей плоскости. Но если тот же диск поместить около одного из подшипников или на конце вала, то он будет колебаться еще относительно этой нейтральной плоскости, а частота свободных поперечных колебаний ротора при вращении будет отличаться от собственной частоты невращающегося ротора. Это происходит вследствие того, что центробежные силы различных частиц диска при вращении не лежат в одной плоскости и образуют пару, стремящуюся выпрямить вал. В данном движении следует различать собственное вращение вала и диска со скоростью со вокруг касательной к упругой линии вала и перемещение самой упругой линии. [c.65]

Ротор турбовентилятора и ротор турбокомпрессора для уменьшения гироскопического момента вращаются в противоположных направлениях. Гироскопический эффект в газотурбинных двигателях в горизонтальном полете незначителен из-за относительно небольших скоростей изменения направления полета и демпфирующего влияния аэродинамического сопротивления. Однако для СВВП на режиме висения аэродинамическое сопротивление практически отсутствует, и при быстром изменении положения самолета над землей возникает нежелательный момент гироскопических сил, приводящий, например, к резкому увеличению угла крена. [c.193]

Угол естественной закрутки лопаток турбин — Понятие 230 Установки силовые при ограниченном возбуждении — Нестационарные процессы 372—380 Устойчивость пружин динамических — Причина возникновения параметрических колебаний 50 Устойчивость роторных систем — Влияние гироскопического эффекта 156, 157 — Влияние циркуляционных сил 54—156 Устройства упругодемпферные 168, 169 [c.543]

Учет гироскопического эффекта дисков. Г ассмотрпм центробежные силы, действующие на диск (рис. 5). Ось х является осью вращения, ось [c.497]

Влияние упругих деформаций на частоты нутации и прецессии вращающихся тел эллипсоидной формы было подробно изучено еще в начале двадцатого столетия Клейном и Зоммерфель-дом [89]. Их цель состояла в том, чтобы выяснить и истолковать гироскопические эффекты в движении Земли, считая ее не абсолютно твердым, а обладающим упругой податливостью телом. В результате исследования оказалось, что, помимо упругих сил, необходимо учитывать и взаимное притяжение масс Земли. При этом было получено два важных результата [c.245]

Влияние упругих деформаций на частоты нутации и прецессии вращающихся тел эллипсоидальной формы было подробно изучена еще в начале двадцатого столетия известными немецкими учеными Клейном и Зоммерфельдом. Их цель состояла в том,. чтобы выяснить и истолковать гироскопические эффекты в движений Земли, считая ее не абсолютно твердым телом, а телом, обладаК5щ-им упругой податливостью. В результате исследования оказалось, что, помимо упругих сил, необходимо учитывать и взаимное притяжение масс Земли. При этом было получено два важных результата упругие деформации вращающегося тела практически не влияют на период его прецессии период нутационных колебаний деформируемого гироскопа, например Земли, больше, чем у такого же по форме, но абсолютно твердого гироскопа. [c.147]

В большой статье Исследование движения бегунка по кольцу Андрей Петрович дает детальный теоретический анализ весьма своеобразного относительного движения бегунка, рассматривая его как тело, совершающее одновременно три колебания вокруг трех взаимно перпендикулярных осей. Для первого из них — меридионального — Минаков составляет уравнение псевдогармонического колебания, причем возмущающей силой являются толчки, производимые неровностями нити, пробегающей через бегунок. Интегрируя уравнение, автор показывает возможность существования своеобразного резонанса и резкого изменения амплитуды колебания, ведущего к обрывам нити. Причину второй вибрации Андрей Петрович обнаруживает в гироскопическом эффекте, появляющемся от совместного действия первой вибрации переносного движения бегунка по кольцу. Теоретические выводы автора хорошо подтверждаются экспериментами, и они хорошо известны инженерам-текс-тильщикам. и исследования дают путь к изысканию более совершенных конструкций бегунка и являются значительным вкладом в теорию прядильного дела. [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...