Torsione con un eccentrico. Disegno, descrizione

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Torsione con un eccentrico. Trasporto personale

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Il design presentato può essere utilizzato in veicoli autocostruiti (ad esempio in automobili o velomobili) come sospensione a barra di torsione delle ruote. Si basa su un'invenzione domestica secondo A.S. N. 184564, classe 47a, 17 "Molla di torsione".

Il dettaglio principale del design è un elemento elastico sotto forma di un albero montato su cuscinetti a sfera con due perni di supporto posizionati eccentricamente l'uno rispetto all'altro. L'eccentricità e, la lunghezza l e il diametro dell'albero d ne determinano completamente le caratteristiche di rigidità e resistenza.

Come funziona la sospensione?

La ruota ruota liberamente sul proprio asse fissato nella leva parallela all'asse longitudinale dell'albero eccentrico. Se assumiamo che la leva e l'asse longitudinale si trovino sullo stesso piano orizzontale, il carico sulla sospensione sarà espresso sotto forma di una forza Q verticale (perpendicolare al piano della figura) dalla ruota e una coppia Mcr pari al prodotto del valore di tale forza e del braccio della leva R. La forza Q stessa, pari a circa un quarto del peso del veicolo (se a quattro ruote), viene percepita dai cuscinetti, e la albero eccentrico rappresenta una coppia di Mcr.

Torsione con eccentrico
Molla di coppia (albero eccentrico) come elemento elastico della sospensione della ruota di torsione: 1 - ruota; 2 assi; 3 - leva; 4 - albero eccentrico; 5 - supporti per cuscinetti

Torsione con eccentrico
Rigidità caratteristica dell'albero eccentrico

Di conseguenza, come è stato stabilito nel processo di studi sperimentali, oltre alle solite deformazioni torsionali, ci sono anche quelle di flessione, che superano significativamente le prime, che portano alla rotazione dell'albero di un certo angolo e saldi l'azione della coppia.

I parametri geometrici opportunamente selezionati dell'albero eccentrico consentono di garantire un'elevata elasticità della sospensione in un'ampia gamma di variazioni di coppia dovute alla non linearità (sinusoidalità) della rigidità caratteristica dell'elemento elastico.

Dal grafico risulta che la sezione piana della caratteristica, racchiusa tra le deformazioni angolari limite dell'albero eccentrico a, e a2, prossima a 90°, corrisponde ad una leggera variazione dell'entità del carico agente - momento torcente.

Questo è uno dei vantaggi della sospensione descritta rispetto a una barra di torsione ritorta convenzionale, la cui caratteristica di rigidità è semplice e non presenta sezioni piatte.

Il calcolo della rigidezza di una barra di torsione con un albero eccentrico può essere eseguito utilizzando la seguente formula:

dove a - il più grande angolo di rotazione elastica dell'albero eccentrico, gradi; Q è la forza che agisce sulla ruota, kg; R - braccio di questa forza (lunghezza della leva), cm; I - lunghezza stimata dell'albero, cm; E è il modulo di elasticità longitudinale, kg/cm2; d - diametro della parte curva dell'albero, cm; e - eccentricità dell'albero, vedere

Questa formula indica una dipendenza sinusoidale dell'angolo di rotazione dell'albero dalla forza agente Q.

Il calcolo della resistenza dell'albero può essere eseguito utilizzando la formula:

dove au - sollecitazioni di flessione dell'albero, kg/cm2; [si] - sollecitazioni di flessione ammissibili, kg/cm2.

Dopo aver scelto i parametri geometrici necessari dell'albero e l'entità delle deformazioni elastiche ammissibili, è necessario garantire costruttivamente il funzionamento della barra di torsione entro i limiti calcolati, ad esempio impostando fermi limite in gomma o plastica per la leva.

Autore: A.Egishyants

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