奇行を伴うねじれ。図面、説明

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エキセントリックによるねじれ。個人輸送

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提示された設計は、車輪のトーションバーサスペンションとして自作の車両 (たとえば、乗用車やベロモービル) で使用できます。 A.S.による国内発明に基づいています。 No. 184564、クラス 47a、17「ねじりバネ」。

主な設計の詳細は、互いに偏心して配置された XNUMX つのサポートジャーナルを備えたボールベアリングに取り付けられたシャフトの形をした弾性要素です。偏心率e、長さl、軸径dによって剛性と強度特性が決まります。

サスペンションはどのように機能しますか？

ホイールは、偏心シャフトの長手方向軸に平行なレバーに固定された軸を中心に自由に回転します。レバーと前後軸が同じ水平面上にあると仮定すると、サスペンションにかかる負荷は、車輪からの垂直（図の面に垂直な）力Qとトルクの形で表されます。 Mcr は、この力とレバーのアーム R の大きさの積に等しい。力 Q 自体は、車両重量 (四輪の場合) の約 XNUMX 分の XNUMX に相当し、ベアリングによって感知され、偏心軸はMcrのトルクを負担します。

奇行によるねじれ
トーションホイールサスペンションの弾性要素としてのトルクスプリング（偏心シャフト）： 1 - ホイール。 2 - 軸。 3 - レバー。 4 - 偏心シャフト; 5 - ベアリングサポート

奇行によるねじれ
エキセントリックシャフトの剛性特性

その結果、実験研究の過程で判明したように、通常のねじり変形に加えて、最初のねじり変形を大幅に超える曲げ変形も発生し、これによりシャフトが一定の角度で回転し、バランスがとれます。トルクの作用。

偏心軸の幾何学的パラメータを適切に選択することにより、弾性要素の剛性特性の非線形性（正弦波性）により、幅広いトルク変化においてサスペンションの高い弾性を確保することが可能となる。

グラフから、偏心シャフト a と a2 の 90 ° に近い限界角度変形の間に囲まれた特性の平坦な部分は、作用負荷 - トルクの大きさのわずかな変化に対応することがわかります。

これは、従来のねじれたトーションバーに比べて、記載されたサスペンションの利点の１つであり、その剛性特性は単純であり、平らな部分を持たない。

偏心シャフトを備えたトーションバーの剛性の計算は、次の式を使用して実行できます。

ここで、a - 偏心シャフトの弾性回転の最大角度、度。 Q はホイールに作用する力、kg です。 R - この力の腕（レバーの長さ）、cm。 I - 推定シャフト長、cm; E は縦弾性係数、kg/cm2 です。 d - シャフトの曲げ部分の直径、cm。 e - シャフトの偏心、参照

この式は、作用力 Q に対するシャフト回転角の正弦波依存性を示しています。

シャフト強度の計算は、次の式を使用して実行できます。

ここで、au - シャフトの曲げ応力、kg/cm2。 [si] - 許容曲げ応力、kg/cm2。

シャフトの必要な幾何学的パラメータと許容される弾性変形の大きさを選択したら、たとえばレバーにゴムまたはプラスチック製のリミットストップを設定することによって、計算された制限内でトーションバーの動作を構造的に保証する必要があります。

著者: A.エギシヤンツ

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