По-моему не учтены 2 обстоятельства.
1. Кинематика движения. Все рассуждения и расчеты сделаны в предположении вертикального положения вела и прицепа. Если вел наклонен (поворот), то плоский шарнир между велом и прицепом требует, чтобы и прицеп наклонился на тот же угол. При повороте это кинематически невозможно, а практически означает, что шарнир (и все, что с ним связано) начнет выворачивать.
2. Расчет на прочность не учитывает то, что усилия с прицепа приходят не на абсолютно жесткие тела, а на два плоских алюминиевых треугольника, стянутых осью колеса. От прицепа придет скручивающий момент, который эти треугольники может деформировать (может и нет, но пока этого не видно).
Мой вывод - все-таки схема с одним колесом и плоским шарниром неудачна кинематически и передает на раму вела момент. Лечение - два колеса на прицеп+сферический шарнир (тогда на вел будут передаваться только силы), позволяющий велу и прицепу иметь разные углы наклона. Понимаю, что это совсем другая история.