Расчёт угла кастора для самодельной тележки

Расчёт угла кастора (наклона вилки) для трёхколёсной тележки

1. Исходные данные

Колесо: 12,5 × 2,75 дюйма (аналог для Coolster QG-50).

Рассчитаем реальный радиус от центра до земли:

  • Номинальный диаметр колеса ≈ 12,5 дюйма
  • С учётом покрышки — реальный диаметр ≈ 320 мм
  • Радиус колеса: R = 160 мм

2. Что такое угол кастора и trail?

Угол кастора — это наклон оси поворота передней вилки назад от вертикали.

Trail — горизонтальное расстояние (в мм) между точкой контакта колеса с землёй и проекцией оси поворота вилки на землю. Именно trail обеспечивает самовыравнивание.

3. Рекомендуемые значения

Для самодельной тележки с двигателем от мотобура и скоростью до 30 км/ч:

  • Угол кастора: 10° – 15° от вертикали
  • Trail: 30 – 60 мм

Оптимально начать с 12°–15°.

4. Формула расчёта trail

Если ось колеса совпадает с осью поворота (вылет = 0), то:

trail = R × sin(θ)

где:

  • R = 160 мм (радиус колеса)
  • θ — угол кастора в градусах

5. Примеры расчёта

Пример 1: угол = 10°

  • sin(10°) ≈ 0.174
  • trail = 160 × 0.174 ≈ 28 мм
  • → немного мало, возможна неустойчивость

Пример 2: угол = 12°

  • sin(12°) ≈ 0.208
  • trail = 160 × 0.208 ≈ 33 мм
  • → приемлемо для лёгкой тележки

Пример 3: угол = 15°рекомендуется

  • sin(15°) ≈ 0.259
  • trail = 160 × 0.259 ≈ 41 мм
  • → отличный баланс устойчивости и управляемости

Пример 4: угол = 20°

  • sin(20°) ≈ 0.342
  • trail = 160 × 0.342 ≈ 55 мм
  • → стабильно, но руль тяжелее

6. Практические советы

  • Сделайте вилку с наклоном 15° — это лучший старт.
  • Убедитесь, что цепь не перекашивается при повороте руля.
  • Используйте подшипники, способные выдерживать осевую нагрузку (например, упорные или конические).
  • Если двигатель установлен выше колеса — наклон вилки помогает сохранять сцепление при разгоне.
Примечание: Все расчёты даны для случая, когда ось колеса находится точно на линии поворота вилки (вылет = 0). Если вы выносите колесо вперёд или назад, нужна полная формула: trail = R × sin(θ) – offset × cos(θ)