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
  • МОТОСАНИ ЕДУТ САМИ!

    Когда наступает зима и снег «пушистым одеялом» укрывает землю, во многих российских районах единственным транспортным средством, способным преодолевать это «пушистое одеяло», становится гусеничный вездеход или, что чаще, трактор с санями-волокушей. Можно, конечно, купить японскую лыжно-гусе-ничную «ямаху» (правда, она стоит дороже иного автомобиля) или приобрести ставший сегодня редкостью более дешевый отечественный «Буран». Однако всегда ли нужны столь мощные машины?

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.