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:

Технологический процесс кузнечного отделения и расчет необходимого оборудования
В кузнечном отделении производится ремонт пружин рессорного комплекта тележки грузового вагона. Пружины, подлежащие ремонту, сортируют по размерам сечения прутков. Это дает возможность обеспечить равномерный нагрев всей партии пружин, за ...

Экспертиза проекта на соответствие требованиям безопасности и экологичности
Согласно ГОСТ 12.0.003-74 «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация» вредный производственный фактор – фактор среды и трудового процесса, воздействие которого на работающего, при определенных условиях (интенсивность, длит ...

Анализ группы показателей, характеризующую деловую активность
Финансовое положение организации зависит от скорости обращения средств, вложенных в активы. Длительность нахождения средств в обороте оп­ределяется влиянием внешних и внутренних факторов, таких как сфера дея­тельности организации (произво ...