Tại sao nan hoa xe đạp lại không đi qua tâm?

Rất nhiều người đi xe đạp, chắc hẳn sẽ nhiều người nhìn nan hoa xe đạp và phát hiện ra, thắc mắc Tại sao những chiếc nan hoa này không bao giờ đi qua tâm? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cùng đi tìm hiểu về nan hoa xe đạp nhé?

Nan hoa của xe đạp và xe máy có 2 tác dụng, đó là chống méo vành xe và đồng thời truyền momen của lực xoắn từ trục bánh xe ra vành bánh xe từ đó giúp cho xe chuyển động. Nhưng với vai trò chống méo dường như không hề đáng kể, vì riêng bản thân của chiếc vành khi được chế tạo các nhà sản xuất đã được căn chỉnh lúc chế tạo để làm sao đủ độ cứng và bền vững. Hơn nữa, chiếc nan hoa có tiết diện vô cùng nhỏ bé sẽ dễ dàng bị cong vênh nếu chịu phải lực nén dọc trục. Vì vậy, tác dụng chính của những chiếc nan hoa này đó là chịu lực kéo chứ không phải lực nén từ vành .

Vì vậy mà vai trò chủ yếu của nan hoa với bánh xe là truyền lực momen xoắn .Nếu trong trường hợp lắp ráp những chiếc nan hoa này đi qua tâm thì khi momen xoắn truyền tới trục bánh xe, thì lực truyền lên các nan hoa sẽ là lực cắt vuông góc với trục của nan hoa chứ không phải lực kéo, sẽ làm cong vênh hoặc làm đứt nan hoa bánh xe.

Khi lắp các nan hoa không xuyên tâm mà lắp nó tiếp tuyến với một đường tròn đồng tâm với tâm bánh xe, thì lực moment truyền từ trục bánh xe sẽ là lực kéo truyền qua mỗi thanh nan hoa chuyển thành mômen xoay may-ơ của bánh xe, chính mômen này sau đó chuyển đều lực kéo lên tất cả các nan hoa khác, bất kể theo phương nào. Kết quả là bánh xe không bị biến dạng, khả năng chịu lực tốt hơn nhiều so với cách đan đi qua tâm.

Về bản chất vai trò của nan hoa là truyền lực từ vành đến ổ trục và ngược lại . Nếu từng chiếc nan hoa riêng lẻ kết nối vành và ổ trục mà lại đi qua tâm thì kết cấu này sẽ không hề bền vững. Khi bánh xe xoay lực sẽ được truyền từ phía trong ổ trục ra và từ vành vào làm cho những chiếc nan hoa bị xoay về một hướng theo nguồn của lực truyền do lực cẩn khi căng không đủ lớn nên dễ dàng bị cong , vênh thậm chí gãy vành . Cũng chính vì lẽ đó mà người ta thường đan chéo na hoa một chiếc chéo qua , 1 chiếc chéo lại khiến cho 2 lực tác dụng bị triệt tiêu lẫn nhau , khi bánh xe quay không xảy ra những trường hợp khiến ổ trục và vành bị lệch.

Không những nan hoa được bố trí sắp xếp không đi qua tâm mà các nhà sản xuất còn cố tình bố trí sao cho càng không qua tâm càng tốt . Vì vậy mà ta thường thấy hai chiếc nan hoa thường đối xứng với nhau tại thành hình tam giác cân với đáy của tam giác là khoảng cách giũa 2 chân căm đi qua trục của xe. Kết cấu vững chắc này đảm bảo cho việc truyền momeny quay từ trục ra vành xe và ngược lại khi x e thắng .