Качение жесткого колеса по деформированной поверхности

При движении, на колесо действуют силы:

- вертикальная сила;

- сила, действующая со стороны остова автомобиля.

 

 

Рисунок 4- Схема сил, действующих на ведомое колесо с жестким ободом при движении по деформирующейся поверхности

 

Под действием этих сил колесо вдавливается в грунт и образуется колея, в результате возникают нормальные и касательные реакции почвы.

Касательные реакции являются силами трения между ободом колеса и почвой. Так как левый участок обода автомобиля не соприкасается с грунтом, равнодействующая реакций грунта смещена с вертикальной оси в право и вынесена на расстояние а.

Точка С – мгновенный центр давления колеса на грунт.

Смещение точки С приводит к возникновению момента сопротивлению качению:

 

.

На колесо действует пара сил, образуемая силой толкающей колесо и (реакцией почвы).

Для равномерного вращения момент пары сил и должен равен моменту сопротивления качению колеса , то есть:

 

,

откуда ,

Или .

- коэффициент сопротивления качению.

,

где - определяется экспериментально.

Физический смысл качения ведомого колеса:

- сила , толкающая ось колеса, стремиться двигать его вперед;

- этому мешает горизонтальная реакция грунта ;

- под воздействием моментов происходит равномерное качение

колеса.

- колесо подминает под себя грунт.

Вертикальная деформация грунта происходит под действием веса , горизонтальная – под действием толкающей силы . В результате горизонтальной деформации грунта путь ведомого колеса за один оборот оказывается больше, чем длина окружности обода.