Lekcja 11

Temat: Ruch koła sztywnego na nawierzchni sztywnej

Zjawiska zachodzące na powierzchni styku opony z nawierzchnią drogi są bardzo złożone i wyjaśnienie ich wymaga przypomnienia wiadomości z mechaniki ruchu koła. Ruch koła jest ruchem złożonym składa się z ruchu obrotowego i postępowego koła.

W ruchu obrotowym punktu po okręgu chwilową prędkość kątową określamy w sposób następujący

[rad/s],

natomiast chwilową prędkość punktu na torze krzywoliniowym (np. po okręgu) możemy wyznaczyć
z zależności

[m/s].

W odróżnieniu od prędkości kątowej nazywamy ją prędkością liniową (obwodową) punktu.

Między prędkością obwodową
i kątową
istnieje prosty związek, który wyrazić możemy
w następujący sposób

[m/s]

gdzie
- promień, jest to odległość punktu od środka okręgu.

W czasie ruchu samochodu każdy punkt materialny na kole porusza się z określoną prędkością postępową
, która jest równa prędkości pojazdu oraz z określoną prędkością obrotową
. Między prędkością obrotową
a kątową
dowolnego punktu materialnego na kole występuje związek, który możemy wyrazić w następujący sposób

[rad/s]

gdzie
obroty koła w obr/min, a zatem prędkość obwodową każdego punktu materialnego koła możemy zapisać równaniem

[m/s]

Ruch koła jest sumą jego ruchu postępowego
i obrotowego
. Prędkość bezwzględna każdego punktu na obwodzie koła jest sumą wektorową prędkości postępowej
i prędkości obwodowej
. Na rys.11.1 przedstawiono trzy przypadki ruchu koła:

a) b) c)

Rys.11.1 Toczenie koła sztywnego po nawierzchni sztywnej a) bez poślizgu, b i c) z poślizgiem

1. 
   (prędkość obwodowa koła równa jest prędkości postępowej koła); koło toczy się bez poślizgu, punkt
   jest chwilowym środkiem obrotu koła,

2. 
   (prędkość obwodowa koła jest większa od prędkości postępowej koła); koło jest napędzane toczy się z poślizgiem, prędkość poślizgu
   ma zwrot przeciwny do zwrotu prędkości postępowej,

3. 
   (prędkość obwodowa koła jest mniejsza od prędkości postępowej koła); koło jest hamowane toczy się z poślizgiem, prędkość poślizgu
   ma zwrot zgodny ze zwrotem prędkości postępowej
   .

W przypadku ruchu koła toczącego się z poślizgiem rys.11.1 b) i c) chwilowym środkiem obrotu koła staje się punkt
. Promień toczny koła w przypadku przedstawionym na rys.11.1 b) może przybierać wartości między zerem a

, natomiast w przypadku przedstawionym na rys.11.1 c) między
a nieskończonością
.

Poślizg względny koła rys.11.1.b wynosi

Poślizg względny koła rys.11.1.c wynosi

1

POD.NAD-TS-3

Lekcja 11

---