Взаимодействие шагающего колеса с поверхностью дороги

Тяговая характеристика коляски, которая анализируется инженерными приемами для оптимальных значений каждого параметра путем анализа на круговой диаграмме. Сущность этого анализа заключается в следующем: из рисунка движителя (рисунок 3) видно, что вес инвалида Q раскладывается на две силы Q1 и Q2, предложенные в точке а и в. Причем:

,

кроме этого:

.

Из этой системы легко определить значения Q1 и Q2, силы которые зависят от значения ℓ1 и ℓ2:

.

Рисунок 5 – Схема распределения веса Q

,

. (16)

. (17)

Прежде всего нужно задаться значением ℓ1 из конструктивных соображений и определить значения Q1 и Q2 из соотношений (2) и (1).

Далее нужно определить момент сопротивления, созданный силой Q2 относительно точки о при вращении спицы оа по ходу стрелки:

кгс.м. (18)

При движении коляски по ровной поверхности опорные колеса не создают момент сопротивления.

Уменьшение силы Р возможно двумя путями. Первое: путем увеличения длины рычага L и путем перемещения сидения, куда приложен вес инвалида Q, так, чтобы составляющая сила Q2 как можно была меньше по величине. Это зависит от плечей ℓ1 и ℓ2. Для более наглядного анализа выбора указанных параметров построена круговая диаграмма (рисунок 6).

Мс1= О.

Полный момент сопротивления:

М=Мс2 + Мс1, (19)

Мс1= О.

Рисунок 6 – Круговая диаграмма

При подъеме по лестнице расчеты изменяются, т.к. при подъеме рама коляски становится под углом 26˚÷30˚ и плечо составляющих сил Q2 и Q1 изменяется. Кроме того, крестовина опорных колес начнет перешагивать полки лестницы. Поэтому составляющая Q1 создает начальный момент сопротивления:

Мс1= Q1 Rsin45ºкгс·м.

Полный момент сопротивления:

М=Мс1 + Мс2, (20)

Мс1 ≠ О.

Динамика движителя, оснащенного шагающим колесом

Для определения истинного движения рамы движителя вначале определим угловую скорость шагающего колеса. Поэтому силовые факторы приведем к ступице шагающего колеса (рисунок 7). Обозначим общую массу рамы вместе с массовой экипажной части через m. Вес рамы экипажной части, приходящейся на одно колесо, обозначим через G, момент инерции колеса обозначим Jк. Угол поворота спицы колеса через . Тогда уравнение движения имеет вид:

. (21)

Движение рассматривается на участке одного шага, т.к. дальнейшее движение колеса повторяется, т.к. до .

Другое по теме:

Автомобильный транспорт
Система управления автомобильным транспортом определяется, прежде всего, формами собственности. В настоящее время в количественном отношении, т.е. по числу предприятий автотранспорта, преобладает частная собственность. Парк грузовых автом ...

Назначение конструкции балки и ступицы колёс ведущего моста
Балка ведущего моста может быть разъемной и состоять из двух соединенных болтами частей (легковые автомобили и грузовые автомобили малой и средней грузоподъемности) или неразъемной, выполненной в виде цельной балки с центральной частью ко ...

Расчет сил, действующих на автомобиль
Тяговая сила на ведущих колесах определяется по формуле: (3.4) , где - коэффициент полезного действия трансмиссии, которая зависит от типа и конструкции автомобиля, усредненные значения для механических трансмиссии легкового автомобил ...