Jousitettu katettu nelipyörä

[Polkumies]

Maalailenkohan minä nyt vaan suotta piruja seinille tuossa kiila-asiassa? Tuo on vaan oma fiilis, että saattaa olla vähän siron kokoinen tähän.

On se kiila minustakin heppoinen. Näin siinä käy kun alkaa rakentaa eikä vain suunnittele en vain haluaisi tämän hajoavan heti. Kun voi mennä helposti kuukausia, ennen kuin saan pyörän takaisin rakentamispajalle korjattavaksi.

[jori]

Hankala seurata, kun pihistelette kuvissa. Mihin se kiilaura nyt on tulossa. Siihen 15-milliseen vääntöjatkoonko?

Tässä kuitenkin vähän laskelmia.

Kiila kestää 200MPa x 4 x 20 millä x 7,5 milliä (jatkovarren säde) = 123 Nm.
Tuossa laskelmassa kiilamateriaaliksi on oletettu S355. 200 MPa on S355 teräksen leikkausmyötöraja (355MPa jaettuna neliöjuuri kolmella), koska leikkauslujuus on sen verran huonompi kuin vetolujuus.

Vääntöjännitys.JPG (29.79 KiB) Katsottu 863 kertaa

15 mm akselin vääntölujuus on Akselin vetolujuus / neliöjuuri kolme / (0,2 x 15³) , jossa suluissa pyöreän akselin vääntövastus.
Tuosta laskettuna ehjä akseli kestää vääntöä 51 Nm, jos työkaluteräksen myötölujuudeksi oletetaan 800 MPa. Jos akseli on S355, 15 mm akseli myötää momentilla 23 Nm. Laskelma on optimistinen, koska kiilauran vaikutusta ei ole huomioitu.

Näissä laskelmissa lasketaan siis momentin ohjautuminen vain toiselle puolelle, eli äärimmäisen hyvissä pito-olosuhteissa jyrkässä kaarroksessa, jolloin vetää vain sisempi pyörä. Oikeasti noin jyrkkää kaarrosta et onnistu aikaansaamaan, joten ulompi akseli ottaa aina vastaan osan vetomomentista.

[Polkumies]

Tämä liitos siis kyseessä, akseli 15mm S355, adapteri kiinalaista tuntematonta terästä. Kiila 4x4x20mm tuolta
https://www.ikh.fi/fi/kiilatanko-4x4x30 ... ki0404300a

Vääntö väliakselilla 115Nm jos moottorin 160Nm välittyy 48/34 rattailla ja kuski ei polje moottorin käydessä täysillä.

Yritän huomioida pahimman tilanteen, jossa kaikki vääntö menee yhdelle renkaalle. Suoraan hyvällä pidolla ajaessa se jakautuu kaikille neljälle renkaalle.

Osat eivät ole minulla nyt käsillä, en valitettavasti pääse ottamaan kaikesta kuvia

[Polkumies]

Kiila kestää 200MPa x 4 x 20 millä x 7,5 milliä (jatkovarren säde) = 123 Nm.

Se voisi riittääkin. Olisiko 5x5x20mm kiila parempi?

Tuosta laskettuna ehjä akseli kestää vääntöä 51 Nm, jos työkaluteräksen myötölujuudeksi oletetaan 800 MPa. Jos akseli on S355, 15 mm akseli myötää momentilla 23 Nm. Laskelma on optimistinen, koska kiilauran vaikutusta ei ole huomioitu.

Akseli olisi siis heikko kohta, itse asiassa niin heikko, ettei tästä tule yhtään mitään. Mutta miten tuollainen 15,75mm paksu hylsyjatko voi kestää vääntää 200Nm momenttiavaimella?

[Vilijami]

Eihän tuo 115nm ole kuin 12kg metrin varren päässä, eikä tuommosta saavuteta ikinä polkupyörän renkaalla.

[jori]

Kiila kestää 200MPa x 4 x 20 millä x 7,5 milliä (jatkovarren säde) = 123 Nm.

Se voisi riittääkin. Olisiko 5x5x20mm kiila parempi?

Tuosta laskettuna ehjä akseli kestää vääntöä 51 Nm, jos työkaluteräksen myötölujuudeksi oletetaan 800 MPa. Jos akseli on S355, 15 mm akseli myötää momentilla 23 Nm. Laskelma on optimistinen, koska kiilauran vaikutusta ei ole huomioitu.

Akseli olisi siis heikko kohta, itse asiassa niin heikko, ettei tästä tule yhtään mitään. Mutta miten tuollainen 15,75mm paksu hylsyjatko voi kestää vääntää 200Nm momenttiavaimella?

Juu, akseli on heikompi kuin kiila, joten ei kannata kiilaa suurentaa, koska vain heikentää akselia. 406 kiekolla suurin saavutettava momentti on vetävän pyörän kuorma kertaa tuo 0,25 m Oletetaan tuoksi pyöräkuormaksi vaikka 40 kg. 4000N x 0,25m = 100 Nm. Tämä siis äärimmäisissä pito-olosuhteissa ja 40 kg pyöräkuormalla (joka ei ihan helposti toteudu).

[Polkumies]

En vaan voi uskoa, että 15mm paksu työkaluteräs myötäisi jo 51Nm väännöllä. Auton renkaita vaihtaessa tapahtuu jo pysyvää muodonmuutosta hylsyjatkossa?

Mutta jos noin on ja S355-akseli kestää vain 23Nm, niin voimansiirtoa pitää suunnitella uusiksi.

[Vilijami]

11mm paksu ja 120nm momenttivarsi pulttikoneeseen.

[jori]

En vaan voi uskoa, että 15mm paksu työkaluteräs myötäisi jo 51Nm väännöllä. Auton renkaita vaihtaessa tapahtuu jo pysyvää muodonmuutosta hylsyjatkossa?

Mutta jos noin on ja S355-akseli kestää vain 23Nm, niin voimansiirtoa pitää suunnitella uusiksi.

Joo, sokeiain keskusliiton toimintaa taas.
Piti näppäillä ^-merkki, eli potenssi, mutta lipsahti pykälää alemmas ja tuli *, eli kertomerkki, enkä nähnyt virhettä ilman laseja.

Näppäilyvirhe.JPG (11 KiB) Katsottu 914 kertaa

Myötömomentti nousee tällä korjauksella kasisatasella teräksellä 51 Newtonmetristä 311 Nm. Ja S355 teräksisellä 138Nm. Hupsista, oli siis yli kuusinkertainen virhe.

Hyvä, kun olette tarkkana. Älkää koskaan uskoko ketään ilman epäilyä, varsinkaan minua.

[ajarmala]

kuorma kertaa tuo 0,25 m Oletetaan tuoksi pyöräkuormaksi vaikka 40 kg. 4000N x 0,25m = 100 Nm.

Eikö kertolaskun pitäisi antaa tuloksi 1000 Nm?

[Polkumies]

Meinasin ehdottaa esim. säteen ja halkaisijan menneen sekaisin mutta en kehtaa alkaa neuvomaan asiasta enemmän tietäviä.

Kiila kestää siis 200MPa x 4mm x 20mm x 7,5mm = 120Nm, ja 5mm kiila kestäisi 150Nm. Jos akseli kestää 138Nm (huomioimatta kiilauraa) niin 4mm kiila on varmaan juuri oikea vaihtoehto.

Noilla momenteilla uskaltaa varmaan jo edetä suunnitelmassa, varsinkin jos kiilauraan laittaa lukitetta.

[Vilijami]

Ja miten tuo 11mm paksuinen momenttivarsi kestää 900nm pulttikoneella kiristää pultit 120nm kireyteen? Jo 15 vuotta on kestänyt.

[Polkumies]

Ja miten tuo 11mm paksuinen momenttivarsi kestää 900nm pulttikoneella kiristää pultit 120nm kireyteen? Jo 15 vuotta on kestänyt.

Kestää sen 120Nm? Mutta miten kestäisi 900Nm... kuinka vahvoja teräksiä sitä on olemassa?

900Nm on iskun huippu, ei jatkuva vääntö. Ehkä se selittää jotain

[Vilijami]

Vaikea kuvitella että iskevä vääntö olisi lempeämpi kuin tasainen?

[Vilijami]

Halpismarkettipyörissä on 15mm nelikanttikeskiöakseli. Siinä 120kg polkija seisoo polkimen päällä ja vielä vetää tangosta apuja. Takarengas on jumitettu paikoilleen. Polkimella on arviolta noin 150kg. Kampi 170mm.
Siis 150kg x 9,81m/s2 x 0,17m = 250nm kestää halpispyörän 15mm keskiöakseli aivan vaivatta. Sanoisin, ettei vielä 500nm:kään ole mikään ongelma keston puolesta (Eli 50kg metrin varren päässä). Uskaltaisin veikan lyödä, että kampi vaurioituu ennen akselia.
Keskiöakseli on tosin hyvin hyvin kovaa tavaraa. Rautasahalla tai viilalla ei saa jälkeäkään tehtyä.