Устройство для демонстрации качения эластичного колеса транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК G01M17/13 

1,10

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано на лекционных и практических занятиях при изучении сопротивления качению эластичных колес транспортных средств.

Известно устройство для изучения и демонстрации качения эластичного колеса, содержащее имитатор эластичного колеса с приводом и ограниченную по длине опорную поверхность ij

Однако существующее устройство не. позволяет наглядно демонстрировать явление смещения (сноса) нормальной реакции опорной поверхности с оси колеса из-за необратимых потерь в шине тогда как эти потери существенно увеличивают сопротивление качению реальных колес. Вместе с тем известное устройство дает искаженную информацию (завышает в 100-1000 раз) о величине .сноса, причем имитатор существенно отличается от реальных моделей эластичных колес формой контакта с опорной поверхностью и характером деформации ввиду наличия жесткого обода.

Известно также устройство для изучения и демонстрации качения эластичного колеса, содержащее малогабаритное эластичное колесо с приводом и плоскую, ограниченную по длине опорную поверхность.

Это устройство обладает лучшими параметрами и позволяет путем замеров разности подведенной к колесу и отбираемой от него мощностей подсчитать достаточно точно снос нормальной реакции 2

Однако известное устройство позволяет лишь косвенным путем определить факт сноса нормальной реакции дороги. В процессе кратковременного качения колеса (ввиду ограниченной опорной поверхности) устройство не обеспечивает наглядности демонстрируемого процесса, а требуемая высокая я;рчность замеров необходимых параметров приводит к непроизводительным потерям учебного времени, что затрудняет его использование в учебном процессе.

Известно также устройство для изучения и демонстрации качения эластичного колеса, содержащее опорный диск установленный с возможностью вращения- на неподвижной оси, и прижатое к периферийной части плоскости диска эластичное колесо, оснащенное приводом для вращения.

8082

Устройство может использоваться для демонстрации качения как больших, так и малогабаритных эластичных колес, причем наличие бесконечной опорной поверхности позволяет непрерывно демонстрировать качение с различной скоростью в течение требуемого промежутка времени Г 33Однако известное устройство, позволяю1цее определить коэффициент сопротивления качению и снос нормальной реакции косвенным путем по разности подведенной к колесу и отбираемой от него мощностей не обеспечивает наглядной демонстрации сноса нормальной реакции.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения наглядной демонстQ рации сноса нормальной реакции опорной поверхности с оси эластичного колеса во время движения транспортного средства.

Поставленная цель достигаг тся тем,

5 что в устройстве для демонстрации качения эластичного колеса транспортного средства, содержащем раму и подвижное в вертикальной плоскости эластичное колесо с приводом и устройством нагружения и опорный диск, установленный на оси с возможностью вращения в плоскости контакта колеса, ось опорного диска закреплена на маятниковом рычаге в раме, а ось качания маятникового рычага лежит в плоскости контакта и параллельна оси вращения колеса.

На фиг. 1 изображено устройство для демонстрации качения эластичного колеса, вид сбоку, разрез; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема взаимодействия неподвижного колеса с опорной поверхностью; на фиг. 4 схема качения колеса по неподвижной опорной поверхности; на фиг. 5 схема качения колеса по опорной поверхности диска, имеющего возможность ворота вокруг оси качания.

Устройство (фиг, 1 и 2) состоит из эластичного колеса 1 с приводным валом 2 (двигатель привода не показан), размещенным в регулируемой по высоте опоре 3, соединенной с рамой k болтом 5 Опорный диск 6 с поверхностью 7 качения установлен горизонтально на оси 8, связанной с маятниковым 9 который шарнирно связан с рамой k, причем ось 10 шарнира параллельна осевой линии вала 2 и лежит в плоскости контакта поверхности 7 качения опорного диска и колеса 1. На оси 8 установлен так же балансировочный груз 11. Устройство работает следующим об разом. Поджимают колесо 1 к опорному диску 6 определенным усилием и закрепляют его в этом положении с по мощью болта 5. При этом нагрузка на колесо G и равнодействующая нор .мальных реакций Zj лежат на вертика ли к опорной поверхности, проходящей через ось колеса (фиг. 3), а эп ра давлений симметрична относительн линии ОА. В этом случае опорный дис 6 находится в состоянии устойчивого равновесия и опорная поверхность 7 горизонтальна. При приложении к колесу крутящего момента в пятне контакта возникает сила сопротивления качению, i эпюра давлений уже не буде симметрична относительно линии ОА, и равнодействующая Z смещается Относительно оси колеса на величину С. Если опорная поверхность неподвиж на, схема качения имеет вид, представленный на фиг. . Если опорная поверхность диска 6 имеет возмож08 .4 ,ность поворота относительно оси 10 качания, под влияние момента сил G и Z,, равного 0 С, диск 6 повернется в сторону вращения на некоторый угол оС (фиг. 5), пропорционально моменту G,-С. Чем больше величина сноса С, тем больше уголсз. Это позво/1яет наглядно демонстрировать факт сноса нормальной реакции опорной поверхности с оси эластичного колеса во время движения и зависимость этого сноса от вертикальной нагрузки на колесо, его эластичности, скорости движения и др. Использование предлагаемого устройства значительно повышает наглядность демонстрации появления момента сопротивления качению эластичного колеса, приводящего к сносу нормальной реакции опорной поверхности относительно оси колеса. Устройство может быть изготовлено в виде малогабаритного переносного стенда, что позволит его ис- пользовать как на практических, так и лекционных занятиях, существенчо дополняя теоретический материал о работе эластичного колеса, который обычно трудно усваивают учащиеся.

. 11

видА

6 7

Фиг. 2

10 0UiJ

Вращени e / I - /

Ф(гЛ

Вращение

Фиг.5