المواضيع:
- درجات الحرية في توجيه العجلة
- مفصلات في دليل العجلة
- أدلة في دليل العجلة
- حساب درجات الحرية
درجات الحرية في توجيه العجلة:
يحتوي تعليق السيارة على عدد من المفصلات (بما في ذلك عظام الترقوة وممتص الصدمات) التي توفر درجات الحرية في التعليق بأكمله. ويضمن توجيه العجلة أن درجات الحرية الممكنة لحركات العجلة الممكنة تقتصر على درجة واحدة أو اثنتين فقط. إذا لم يتم تثبيت العجلة "ثابتة"، فستكون قادرة على الدوران بحرية والإمالة (في اتجاهي x وy) والدوران والتحرك لأعلى ولأسفل. ومن ثم تصبح العجلة "مفكوكة" من حيث المبدأ من نظام التعليق. يمكنها التحرك في أي اتجاه دون "توجيه". كل حركة ذكرتها للتو هي درجة واحدة من الحرية.
يضمن تعليق العجلة، أي توجيه العجلة، أن حرية الحركة تقتصر على درجة واحدة من الحرية. وهذا يعني أن العجلة يمكن أن تتحرك "بحرية" في اتجاه واحد فقط، دون أي تأثير من السائق. هذه الحركة الحرة هي الحركة لأعلى ولأسفل للضغط والارتداد. يمكن أن ترتد العجلة للداخل والخارج دون عوائق على سطح طريق غير مستو.
يتكون تعليق عجلة السيارة من عدد من المفصلات الخطية والمفاصل الكروية والمفصلات المنزلقة الدوارة. هذه المفصلات كلها تؤثر على بعضها البعض. يؤدي وجود عدد كبير جدًا من المفصلات إلى إنشاء درجات كثيرة جدًا من الحرية (وبالتالي يمكن أن تتحرك العجلة عن غير قصد في اتجاهات مختلفة) أو 0 درجة من الحرية (لا يمكن للعجلة أن تتحرك وبالتالي لا يمكنها الضغط والضغط).
المفصلات في دليل العجلة:
المفصلي الخط:
يمكن لمفصلة الخط هذه أن تتحرك في اتجاه واحد؛ اعلى واسفل. وهذا يوفر درجة واحدة من الحرية.
وصلة كروية:
باستخدام هذه المفصلة، يمكن للأجزاء ذات الصلة القيام بثلاث حركات بالنسبة لبعضها البعض؛ حركة الإيماء والتدحرج والدوران. تتمتع هذه المفصلة بثلاث درجات من الحرية، لأنه عندما تكون المفصلة "مفكوكة"، يمكنها القيام بثلاث حركات حرة (انظر الأسهم).
مفصل منزلق دوار:
يمكن لهذه المفصلة القيام بحركتين؛ حركة دوارة وانزلاقية للداخل والخارج. من حيث المبدأ، هذا مثال على ممتص الصدمات (من دعامة ماكفرسون). تضمن هاتان الحركتان أن المفصلة المنزلقة الدوارة تتمتع بدرجتين من الحرية.
أدلة في دليل العجلة:
لإنشاء تعليق عجلة من أنواع مختلفة من المفصلات، يجب أحيانًا دمج المفصلات في جسم واحد، على سبيل المثال، عظم الترقوة. ثم نسمي هذا الذراع الداعم دليلاً. فيما يلي بعض الأمثلة على هذه الموصلات:
المفصلي الخطي مع وصلة كروية:
هذا مثال نموذجي لعظم الترقوة، المتصل بالجسم (أو الإطار الفرعي) على جانب مفصل الخط ومتصل بمفصل التوجيه على جانب المفصل الكروي. عندما تكون هذه المفصلة بأكملها مفككة، يمكنها التحرك في اتجاه حركة المفصلة الخطية (اتجاه واحد) والاتجاهات الثلاثة للمفصل الكروي. بعد كل شيء، مفصل الخط لديه درجة واحدة من الحرية والمفاصل الكروية لديها 1. ولأن هذا الجزء يُنظر إليه على أنه موصل واحد، فيمكن إضافة درجات الحرية معًا. 3 و 1 يجعلانها 3 درجات من الحرية.
وصلة كروية مزدوجة:
مثال على الدليل ذو الوصلة الكروية المزدوجة هو قضيب الربط مع كرات قضيب الربط الداخلية والخارجية. تتمتع كل وصلة كروية بثلاث درجات من الحرية، لذا نظرًا لأنها موصل واحد، فيجب جمعها معًا. ومع ذلك، لديهم نفس الدوران الذاتي، لأنه إذا قامت مفصل كروي واحد بحركة دورانية، فإن المفصل الآخر يفعل ذلك أيضًا. لذلك لا يتم احتساب درجة واحدة من حرية الدوران الذاتي (انظر الأسهم الحمراء). درجات الحرية لهذا الموصل هي 3 إجمالاً، ولكن في الحساب التالي، أدخل الرقم 1 ضمن "التدوير الذاتي r". ثم يتم طرح هذا 1 في الحساب.
مفصلة انزلاقية دوارة مع وصلة كروية:
كما ذكرنا سابقًا، فإن ممتص الصدمات عبارة عن مفصل دوار منزلق. ومع ذلك، فإن كل دعامة ماكفرسون تحتوي أيضًا على وصلة كروية فوقها، على الرغم من أنك لن تعتقد ذلك في البداية. يوجد مطاط آخر في الجزء العلوي من ممتص الصدمات. يوفر هذا المطاط بعض حرية الحركة لممتص الصدمات، وبالتالي فهو يتمتع أيضًا بخصائص المفصل الكروي. وبالتالي فإن ممتص الصدمات يتمتع بدرجتين من الحرية للمفصلة المنزلقة الدوارة و2 درجات من حرية المفصل الكروي، مما يجعلهما معًا 3. هنا أيضًا يوجد دوران طبيعي، لأن الحركة الدورانية للمفصلة المنزلقة الدوارة هي نفس الحركة الدورانية للمفصل الكروي. لذلك يجب إضافة 5 إلى "r" للتدوير الذاتي.
حساب درجات الحرية:
يمكن حساب عدد درجات الحرية بناءً على بيانات التعليق. لإكمال الصيغة بشكل صحيح، يجب تقسيم المفصلات والأدلة إلى فئات:
- L لعدد الموصلات
- g لعدد المفاصل والمفصلات
- r لعدد الدورات الطبيعية (كما هو الحال مع الوصلة الكروية المزدوجة في دليل واحد)
بالإضافة إلى الحروف:
- k لعدد حاملات العجلات (في معظم الحالات 1، لأن هذا هو مفصل التوجيه)
- εfi لعدد درجات الحرية لإجمالي عدد المفاصل والمفصلات المضافة معًا.
F = 6 (ك + L - ز) -ص + εfi
على سبيل المثال:
يحتوي تعليق العجلة على: حامل عجلة k 1 (مفصل)، L 2 أدلة، g 5 مفاصل، r 2 دوران ذاتي، εfi 15 درجة إجمالية من الحرية
في صيغة الصيغة هذا هو:
و = 6 (1 + 2 – 5) – 2 + 15
و = 6 × (-2) – 2 + 15
F = شنومكس
إذن هناك الآن درجة واحدة من الحرية، وهذا أمر جيد. يمكن للعجلة أن تقوم بحركة نقية لأعلى ولأسفل.
لتوضيح ذلك إليك مثال مع صورة تعليق العجلة:
الصورة أدناه هي لدعامة ماكفرسون مع الأسطورة المقابلة. تمثل الحروف A وB وC الأدلة والأرقام من 1 إلى 6 تمثل المفصلات/المفاصل.
εfi هي درجات حرية المفصلات المضافة معًا؛ لذا، 3 درجات من الحرية لكل مفصل كروي (أي 4 × 3)، ودرجة واحدة من حرية المفصلة الخطية ودرجتين من الحرية للمفصلة المنزلقة الدوارة.
يمكن إكمال الصيغة بهذا:
F = 6 (ك + L - ز) -ص + εfi
و = 6 (1 + 3 – 6) – 2 + 15
و = 6 × (-2) – 2 + 15
و = -12 – 2 + 15
ف = -14 + 15
ف = 1 درجة الحرية
