轉動阻力

轉動阻力在不同領域上常由不同指代。轉動阻力在機械工程上又稱滾動阻力，通常指圓柱體在地面上滾動時候所受阻力。轉動阻力在汽車工業上指代方向盤在轉動的時候受到的阻力。轉動阻力有時候還可以用於指代磁場強化時產生的阻力。

基本介紹

• 中文名：轉動阻力
• 外文名：rotational resistance
• 運用領域：機械工程、汽車工業等
• 指代：物體傳動時產生的阻力

概念

轉動阻力是一個概念廣泛的術語，它運用於多種情況。它可指代物體，如圓柱體在地面上滾動產生的阻力。也可以指代轉盤轉動產生的阻力等等。具體含義按照具體情況而定。

滾動阻力（轉動阻力）

滾動阻力又稱轉動阻力。

圖1

滾動現象的物理本質在長時間內沒有得到滿意的解釋。按照現代的觀點，滾動摩擦在實質上是屬於滑動摩擦。當一個圓柱體和一個平面相互作用時(圖1)，圓柱體材料在受壓區域ab中將被壓縮，而平面上構同一區域材料將要伸漲。因此，當圓柱體滾動的時候，也就是由原位置依次離去其接觸點而移動於新位置時，平面上的a點和b點(同樣ab段內的一切點)將力求相互接近；而圓柱體上的對應點，則由於彈性關係，將彼此分離；因此使aa'和b'b段內產生相對的滑動。因此可以把它們的接觸區域分作三段，兩個滑動段aa'和b'b和一個聯結段a'b'。為補算滾動摩擦力，庫倫提出了下面的公式：

式中：

——滾動的摩擦力(圓柱體在平面上滾動時所遭受的阻力)(公斤)；

——滾動摩擦係數，它是壓縮區的弦長之半，量值是長度單位，具有直線尺寸(公分)；

——圓柱體半徑(公分)；

——圓柱體重量，或者在一般的情形下是圓柱體壓於平面上的力(公斤)。

其中滾動摩擦係數k的數值可以查圖2。

圖2

從公式里可以看出，滾動摩擦的本質是和材料的彈性性質和圓柱體的半徑有關。

求車在地上滾動時的滾動摩擦，如將土地的變形功考慮在內，可根據葛拉奇琴所給出的公式：

式中：

——作用於圓柱體上的載荷(公斤)；

——與土地的機械性質有關的係數(公尺)；

——半徑(公尺)；

對於耕地，c=0.02；

對於收穫後的土地，c=0.01。

對於具有彈性後效和鬆弛的物質，依希林斯基給出特別的補算公式。

方向盤的轉動阻力和自由轉角的檢測

方向盤的轉動阻力和自由轉動量直接關係到轉向輕便、行駛穩定和行車安全。因此《機動車運行安全技術條件》規定：“機動車的方向盤應轉動靈活、操縱輕便，無阻滯現象。車輪轉到極限位置時，不得與其它部件有干涉現象”，還規定：“機動車方向盤的最大自由轉動量從中間位置向左右各不得超過15°”。
這兩個評價指標在使用中一般憑駕駛人員的主觀感受，但汽車檢測時採用儀具測定。

方向盤轉動阻力的檢測

轉向阻力常用彈簧秤在切線方向拉動方向盤輪緣測定，也可採用專門轉向測力儀和自由轉動量測量儀檢測。圖3表示該測量儀的結構和安裝位置。檢測調整步驟如下：

圖3

①頂起前橋，使左右車輪懸空，手握測量儀手柄，緩慢的將方向盤出一邊的盡頭轉到另一邊的盡頭，從標尺上讀出力的大小，再按下式算出方向盤輪緣上的轉動力：

式中：

——轉動力，

——標尺力。

一般來說，如果中型載重車的轉動力超過58.8N(6kgf)，輕型載重車的轉動力超過39.2N(6kgf)，表明轉向沉重，應予調整。

②拆下直拉桿，手握測力計手柄轉動方向盤，自一方的盡頭轉到另一方的盡頭，若測力計上的讀數換算出的方向盤輪緣作用力符合標準，則表明故障不在轉向器本身，而在轉向傳動機構；如方向盤輪緣作用力超過規定值，則說明故障在轉向器。

方向盤自由轉動量的檢測

頂起前橋，使前輪懸空。如圖3所示，用兩根支撐桿6插入右前輪制動底板與鋼板彈簧之間，將右前輪固定。然後，手握測量儀手柄，施以9.8N(1kgf)力，分別向左向右轉動方向盤，記下指針5在角度標尺4上指出的轉動角度，即為方向盤自由轉動量，一般應在15°~30°。

若方向盤自由轉動量過大時，可拆下轉向直拉桿後，固定(或用手抓緊垂臂)垂臂，再轉動方向盤，檢查自由轉動量，不應大於15°，如過大，則故障在轉向器，若符合標準，則故樟在轉向傳動機構，或球銷連線鬆動，或轉向節襯套與主銷配合間隙過大。