Нормальная и касательная реакции дороги, действующее на колесо (ведомое, ведущее, тормозное)

При движении подвижного состава его колеса могут катиться в разл.режимах: тяговом, ведомом и тормозном. При этих режимах качения со стороны дороги на колеса действуют различные реакции.

Р_х (продольная сила, параллельна поверхности дороги; в зависимости от режима качения колеса может быть направлена как в сторону, так и против движения подвижного состава) и Р_z (вертикальная нагрузка на колесо, направлена вниз перпендикулярно поверхности дороги) и момент М (момент, подводимый к колесу полуосью или от тормозного барабана. Иногда момент может быть равен нулю, т.е. не подводится к колесу. Момент считается положительным, если его направление совпадает с направлением вращения колеса, и наоборот) действуют на колесо со стороны подвижного состава. R_x (касательная реакция дороги, расположена в плоскости дороги. В зависимости от режима качения колеса может быть направлена или в сторону, или против движения подвижного состава. Касательная реакция считается положительной, если она направлена по движению, и наоборот.) и R_z (нормальная реакция дороги, направлена вверх перпендикулярно поверхности дороги. Точка приложения нормальной реакции смещена относительно оси колеса на некоторую величину _аш из-за большей деформации шины в набегающей на дорогу части, чем в сбегающей с дороги части) действуют на колесо со стороны дороги и представляют собой реакцию дороги. Уравнение моментов относительно центра О колеса: , где J_к – момент инерции колеса относительно оси его вращения. Находим касательную реакцию дороги: Выражение касательной реакции дороги в общем случае (для всех режимов качения):

Режимы качения колеса:

1.Тяговый или ведущий – такой режим качения колеса, при котором продольная реакция Rx>0. Момент М подводится к колесу через полуось, и направление момента совпадает с направлением колеса. Момент в этом случае наз.крутящим.

где - тяговая сила. Для ведущего колеса Rx>0, направлена в сторону движения.

2. Ведомый режим – режим, при котором момент, подводимый к колесу равен 0. Минус говорит о том, что для ведомого колеса касательная реакция направлена против движения.

3. Тормозной режим, при котором к колесам подводится тормозной момент, направленный в сторону противолежащей угловой скорости. М= - М_тор

.

9. Скорость и ускорение подвижного состава.

Линейную скорость можно определить . Скорость автомобиля при его прямолинейном движении равна линейной скорости колеса, т.е. = .

Скорость подвижного состава обычно указывается в км/ч. Так как скорость колеса была выражена в м/с, то необходим переводной коэффициент. С учетом коэффициента

При прямолинейном движении ускорение, так же как и скорость, равно ускорению колеса