Автомотосервис

ТОРСИОННАЯ С ЭКСЦЕНТРИКОМ

10.02.2013

ТОРСИОННАЯ С ЭКСЦЕНТРИКОМПредставленная конструкция может быть использована в самодельных транспортных средствах (например, в автомобилях или веломобилях) в качестве торсионной подвески колес. В основу ее положено отечественное изобретение по а.с. № 184564, кл47а, 17 «Пружина кручения».

Главная деталь конструкции — упругий элемент в виде установленного в шарикоподшипниках вала с двумя эксцентрично расположенными относительно друг друга опорными шейками. Эксцентриситет е, длина l и диаметр вала d вполне определяют его жесткостные и прочностные характеристики.

 
Как работает подвеска?
 
Колесо свободно вращается на своей оси, закрепленной в рычаге параллельно продольной оси эксцентрикового вала. Если предположить, что рычаг и продольная ось расположены в одной горизонтальной плоскости, то нагрузка на подвеску выразится в виде вертикального (перпендикулярного к плоскости рисунка) усилия Q от колеса и крутящего момента Мкр, равного произведению величины этого усилия на плечо рычага R. Само усилие Q, равное примерно четвертой части веса транспортного средства (если оно четырехколесное), воспринимается подшипниковыми опорами, а на долю эксцентрикового вала приходится крутящий момент величиной Мкр.
 
 
Моментная пружина (эксцентриковый вал) в роли упругого элемента торсионной подвески колеса
 
Моментная пружина (эксцентриковый вал) в роли упругого элемента торсионной подвески колеса:
 
1 — колесо; 2 — ось; 3 — рычаг; 4 — вал эксцентриковый; 5 — опоры подшипников.
 
Жесткостная характеристика эксцентрикового вала
 
 
Жесткостная характеристика эксцентрикового вала.
 
В результате, как было установлено в процессе экспериментальных исследований, кроме обычных для торсиона деформаций кручения, возникают еще и изгибные, значительно превышающие первые, что приводит к повороту вала на некоторый угол и уравновешивает действие крутящего момента.
 
Правильно подобранные геометрические параметры эксцентрикового вала позволяют обеспечить высокую эластичность подвески в широких пределах изменения крутящего момента за счет нелинейности (синусоидальности) жесткост-ной характеристики упругого элемента.
 
Из графика следует, что пологий участок характеристики, заключенный между предельными угловыми деформациями эксцентрикового вала а, и а2, близкими к 90°, соответствует незначительному изменению величины действующей нагрузки — крутящего момента.
 
В этом одно из преимуществ описываемой подвески перед обычным скручиваемым торсионом, жесткостная характеристика которого прямолинейна и не имеет пологих участков.
 
Расчет жесткости торсиона с эксцентриковым валом может быть выполнен по следующей формуле:
 
 
 
 
где а — наибольший угол упругого проворота эксцентрикового вала, град.; Q — сила, действующая на колесо, кг; R — плечо этой силы (длина рычага), см; I — расчетная длина вала, см; Е — модуль продольной упругости, кг/см2; d — диаметр изгибающейся части вала, см; е — эксцентриситет вала, см.
 
Эта формула свидетельствует о синусоидальной зависимости угла проворота вала от действующего усилия Q.
 
Расчет на прочность вала можно выполнить по формуле:
 
 
 
где аu — изгибные напряжения вала, кг/см2; [си] — допускаемые напряжения изгиба, кг/см2.
 
Выбрав необходимые геометрические параметры вала и величины допустимых упругих деформаций, следует конструктивно обеспечить работу торсиона в расчетных пределах, например, установив для рычага предельные упоры из резины или пластмассы.
 
А.ЕГИШЯНЦ,
г. Обнинск,
Калужская обл.




Рекомендуем почитать
  • МОПЕД В РУКАХ УМЕЛЬЦА

     

    МОПЕД В РУКАХ УМЕЛЬЦАВладелец легкого мопеда (или, по современной классификации — мо-вела, то есть мотовелосипеда), оснащенного двигателем Д-8, со временем замечает, что его двухколесная машина недостаточно легко трогается с места, порой не вытягивает в гору или плохо преодолевает бездорожье. Да и запуск двигателя с помощью велосипедных педалей, с ходу, не слишком удобен. Однако такой мопед можно усовершенствовать.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.