重量移動

質問

三輪車のフロントタイヤ荷重35ｋリヤタイヤ荷重670ｋを前輪を持ち上げてフロントタイヤ荷重を0ｋリヤタイヤ荷重を705ｋにするにはどのくらい上げればよいのか計算式を教えて頂けないでしょうか
よろしくお願いします。

申し訳ございません軸距離3235?です

回答No.4

noname#230359 · ベストアンサー

タイヤの径を考慮しない計算方法と説明を回答（１）の補足に施術しました。
確認下さい。
尚、タイヤ径を考慮した計算が必要であれば、タイヤ径を提示下さい。
でも、小生のようなマンガ絵を描いたり、紙を切ったモデルを押しピン等で動かしてみて、
一度貴殿なりに計算してみてから？？？となったら問い合わせとして下さい。

回答No.3

noname#230359

重心の位置が後輪から１６０．６ｍｍと言うことですが後輪軸のセンターからの高さ方向ではどれくらい有るのですか。前輪を持ち上げると当然後輪の軸に対して回転することになりますので、１６０．６ｍｍの寸法も変化します。
前輪の荷重を０ｋｇにするには荷重の重心を後輪の軸上に持ってくることで０になります。但し三輪車の自重は無視しています。
後輪軸から重心高さをＨとして持ち上げる角度θはtan＾１（160.6／H）になります。この角度から持ち上げる寸法は３２３５×sinθになると思います。

お礼

ありがとうございます。

回答No.2

noname#230359

三輪車のタイヤ間の距離をLとすれば，重心位置はフロントタイヤから
670/705・L＝0.95L，リアタイヤから35/705・L＝0.05Lです。
フロントタイヤの荷重35ｋgに釣り合う力上向きの力を加えれば，フロントタ
イヤ荷重を0ｋgリヤタイヤ荷重が705ｋgになります。

タイヤを浮かせない前提ですか？
三輪車をθ傾けたとします。後輪で全荷重を受けるのはリムとタイヤ中心の
距離をDとすれば　tanθ＝0.0496L/D　です。
このとき前輪のリフト量は　L・sinθで得られます。

お礼

ありがとうございます
軸距離は3235?です
重心は後輪から160.6?です
0ｋになる高さの式が知りたいのですが

回答No.1

noname#230359

理論上は、90°です。
梁の計算や駕籠舁（かごかき）の担ぎ手の肩に掛かる重量計算と同じです。

　　 　　■■ 705kgf
　　 　　■■
　　────────────────────────────────
　▲　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　▲
　　←7mm→←　　　　　　　　　　　　134mm　　　　　　　　　　　　→
だと、左の▲（後輪側）に670kgfが、右の▲（前輪側）に35kgfが掛かるようにすれば、
機械設計さんなら判り易いかな？
図を傾斜させると、重さが傾斜角度分、
? 705kgf×cos傾斜角の重さが、134：7の比率で左の▲（後輪側）と右の▲（前輪側）に
　 其々掛かる事になり、
? 705kgf×sin傾斜角の重さが、左の▲（後輪側）のみに掛かる事になり
ます。
因って、?の705kgf×cos傾斜角＝0kgfである、傾斜角90°がその条件です。

他の回答者さんも記述されていますが、
上述の図の計算は、判り易く負荷ポイント（重心位置）が水平の状態だけで、計算した結果です。
これにより、水平の重心位置は、前輪と後輪の長さの134：7の位置にある事が判ります。
また、貴殿のお礼の記述の内容である“友人より聞いた話ですがフロントを745?上げると
零kgfとなる”は、フロントを745?上げると後輪の車軸中心の真上に重心位置がある事の
証明です。
　　 　　 │← 水平方向での重心？線　　　　◎は前輪（→側）と後輪（←側）
　　 　　 │　　　　　　　　　　　　　　　 ┼の交点が重心位置
　　 　　 ┼　←垂直方向の重心？線
　　 　　 │　　 　　
　　 　　 │
　　────────────────────────────────
　◎　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　◎
　　←7mm→←　　　　　　　　　　　　134mm　　　　　　　　　　　　→

のマンガ絵で、前輪を745?上げると、┼の交点位置が後輪（◎）の中心の真上になり、
０kgfとなったので、それから車輪に対しての高さ方向の重心位置が求まります。
水平方向の前後と高さ方向の重心位置がこれで計算できますから、後は水平方向の左右
が解れば、重心位置が正確に把握できる事になります。

では、簡単に計算をしてみます。
本来は、前輪や後輪の外径も必要要素となりますが、今回は省きます。
軸距離は3235?なので、前輪を745mm上げると角度は、arcsin（745mm/3235mm）で13.31°です。
逆に、13.31°傾けると後輪の真上になるのなら、後輪から重心位置までの角度は、
90°－13.31°＝76.69°にある。
そして、後輪から水平の前後方法の重心位置は、160.6mmなので、tan76.69°×160.6mm＝
678.9mmが高さ方向の重心位置です。
（重心位置のマンガ絵の7mm⇒160.6mmとなり、その高さの角度は76.69°だから）

お礼

ありがとうございます。
友人より聞いた話ですがフロントを745?上げると
0ｋになると聞いたもので計算式まで聞いてなかったので

アフターユーさんありがとうございます。なるほど、後輪軸に重心が移動したわけですか、納得しました本当にありがとうございました。