Бесплатная техническая библиотека

Эллипсовидная звездочка велосипеда. Личный транспорт

Справочник / Личный транспорт: наземный, водный, воздушный

 Комментарии к статье

Велосипед, пожалуй, самое распространенное транспортное средство. А то, что и самое экономичное - нет сомнений: достаточно двух бутербродов с маслом, чтобы два часа крутить педали. Но нельзя ли увеличить эффективность человеческого "двигателя"? С уменьшением расходов "горючего" ничего не получится. Трение и вес машины сведены почти до минимума. Существует и "коробка скоростей" устройство для изменения передаточного отношения за счет перебрасывания цепи на малые или большие звездочки. Остается только удлинять рычаги педалей, но специалисты категорично заявляют, что их оптимальная длина - 170 мм.

Оригинальным решением явилась предложенная в последние годы эллипсовидная ведущая звездочка. Читатели в подробностях ознакомлены с этим изобретением. С помощью эллипса передаточное отношение меняется циклично, лучше подстраивая педальный механизм под человека, но... не облегчая работы.

В предлагаемом вниманию читателей устройстве (рис. 1) удалось синтезировать преимущества эллипсовидной звездочки и "длинных" рычагов: здесь крутящий момент увеличивается, когда под нажимом необычные рычаги как бы удлиняются, описывая в то же время эллипсную кривую, хотя ведущая звездочка сохраняет правильную окружность. Так достигается выигрыш в силе и устраняется неравномерность изменения передаточного отношения; ноги же описывают окружность с оптимальным радиусом - 170 мм.

Рис. 1. Вот как выглядит новый педальный механизм (нажмите для увеличения): 1 - рама велосипеда, 2 - переднее колесо, 3 ведущая звездочка, 4 - педальный дополнительный рычаг, 5 - звездочка рычага, 6 - дополнительные цепные передачи, 7 - шатун, 8 - кронштейн

Устройство

Педальный механизм (рис. 2) и здесь не обошелся без привычного основного рычага - шатуна 4, на ступицу которого надевается вспомогательная звездочка 9. Она установлена неподвижно относительно рамы велосипеда - через кронштейн 11. К свободному концу шатуна на шарнире крепится вспомогательный удлиняющий рычаг 12 с педалью 13. На валу рычага 12 неподвижно закреплена вторая вспомогательная звездочка 14. Оба зубчатых колеса имеют одинаковое количество зубьев и связаны между собой цепью.

Принцип действия

Рис. 2. Основные узлы модернизированного велопривода (нажмите для увеличения): 1 - крепежная планка ведущей звездочки, 2 - скоба, 3 - шпонка, 4 - основной рычаг (шатун), 5 - шпилька, 6 - втулка, 7 - ролик, 8 - втулка подшипника, 9, 14 - вспомогательные звездочки, 10 - опора, 11 - кронштейны. 12 - удлиняющий рычаг, 13 - педаль. 15 - шарик подшипника, 16 - болт, 17 - втулка вспомогательной звездочки, 18 - шайба. 19 - ось удлиняющего рычага

При нажиме на педаль 13 основной рычаг начинает крутиться, при этом звездочка 9 (через цепь и вторую вспомогательную звездочку 14) удерживает удлиняющий рычаг 12 всегда направленным вперед и горизонтально. При втом общая траектория движения удлиняющего рычага представляет собой эллипс, в "передней" половине которого наибольший радиус приходится на педаль, а в задней - на шарнир рычага. Благодаря этому вынесенная вперед педаль позволяет нажимать на нее с максимальной силой именно на наиболее результативном участке пути - от верхней мертвой точки до нижней, то есть когда основной рычаг как бы удлиняется, что и обеспечивает выигрыш в силе. Хотя на самом деле при кручении педалей они описывают правильную окружность с радиусом, равным длине шатуна (оптимальная длина - 170 мм), но выдвинутую вперед на длину вспомогательного рычага (рис. 3).

Изготовление

Для простоты рассмотрим последовательно детали по порядку, как они обозначены на рисунке 2. Планка 1 изготавливается из декапированной стали толщиной 5 мм. К ней болтами крепится ведущая звездочка шатунов. В зависимости от ее диаметра и формы средней части выбираются размеры несущей части планки (на чертеже не даны). Скоба 2. Две такие скобы сделаны из декапированной стали толщиной 3 мм. Ими несущая планка неподвижно крепится к ступице правого основного рычага - винтами М6 Х 8 с потайной головкой. Шпонка 3. Потребуются две, из стали Ст45; размеры их определяются вырезом в оси шатунов и величиной шпоночного паза ступицы. Основной рычаг 4. Их два - правый и левый, изготавливаются из стали Ст40Х. Они соединяются со своими рычагами (4) сваркой. Паз для шпонки во втулках должен быть с одной и той же стороны относительно рычага. Отверстие под шпильку (5) в последнем сверлится после сварки через втулку. Шпилька 5 - из пружинной стали 65Г без дополнительной термообработки. Втулка 6. Их две - правая (для правого рычага) и левая (для левого). Материал - сталь СтЗ. Ролик 7. Использованы ролики d 2,4х10,5 мм от старой крестовины автомобиля ВАЗ-2101.

Втулка подшипника 8. Понадобятся две из стали Ст40Х. Четыре отверстия d 5 мм сверлятся в них одновременно с отверстиями на вспомогательной звездочке 9 и кронштейне 11 Вспомогательные звездочки 9 и 14.

Всего их четыре. Они стандартные, от в гулки заднего колеса, имеют по 19 зубьев (продаются в магазинах запчастей для велосипедов). На двух звездочках (9) отверстия растачиваются до d 39 мм. Могут быть изготовлены и как одна деталь вместе с втулкой подшипника 8 и несущей втулкой 17. В этом случае количество зубьев не должно быть меньше 13. Основной (без зубьев) диаметр такой звездочки - 52,5 мм, а внешний - 60,5 мм.

Опора 10. Крепится двумя винтами М3 к левому кронштейну 11, чтобы обеспечить достаточный передний люфг между втулкой подшипника и ступицей левого основного рычага.

Кронштейн 11. С их помощью вспомогательные звездочки устанавливаются неподвижно относительно рамы велосипеда. Они состоят из трех деталей: плеча и двух скоб, изогнутых в соответствии с диаметром рамы. Материал обоих кронштейнов и четырех скоб - декапированная сталь толщиной 3 мм. Скобы крепятся винтами М5, а после того как уточнится их изгиб по раме, привариваются.

Удлиняющий рычаг 12. Их два: оба сделаны из стали Ст40Х. На одном конце каждого - отверстие для педали с резьбой М14, которая должна быть одноименной: у правого - правая, у левого - левая. На другом конце - отверстие для оси (19); она приваривается. Для большей прочности по разделительной линии оси и рычага могут быть проделаны одно или два глухих отверстия d 4,9X9 мм: перед сваркой в них вбиваются обрубки стального стержня d 5 мм, выполняющие роль шпонки.

Шарик 15. Всего для подшипников удлиняющих рычагов потребуется 84 штуки d 3 или d 3,2 мм.

Болт 16. Их два, размером М6Х X 10 мм - для фиксации звездочки на рычаге.

Втулка 17 под вспомогательную звездочку - две штуки - из стали Ст40Х. Три паза по периферии вытачиваются под 'выступающие части звездочки 14.

Шайба 18. Две, из декапированной стали толщиной 2 мм; внутренний и внешний диаметры соответственно 6,5 мм и 38 мм.

Дополнитльные рекомендации

Для изготовления устройства по данным чертежам необходимо иметь полую ось каретки. Можно использовать и ось с квадратно-конусными краями, но при этом отверстия в ступице шатунов должны отвечать ее размерам, а промежуток между ступицей каретки велосипеда и ступицами шатунов должен быть минимум 1 мм.

Люфт, необходимый для нормального вращения удлиняющего рычага относительно шатуна, достигается подбором толщины стальной шайбы (шайб), закрепленной между осью удлиняющего рычага 12 и шайбы 18.

Рис. 3. Схема движения модернизированного шатуна: А - основной рычаг, Б - удлиняющий рычаг

Межосевое расстояние у основного и вспомогательного рычагов приблизительно равно 172 мм. Чтобы цепь не имела слабого натяжения, ее размер определяется при монтаже. Как это происходит? Удлиняющим рычаг и звездочка устанавливаются на свободном конце шатуна На оси каретки монтируются (не окончательно) другая вспомогательная звездочка и втулка подшипника 8 на ступице. На обе звездочки надевается цепь длиной 590 мм, натягивается, после чего рычаг и ступица привариваются друг к другу. При демонтаже шпилька 5 вынимается, в отверстие Мб завинчивается винт, и подходящим бородком через отверстие в центральной оси выбивается основной рычаг (шатун).

Делается пробный монтаж, перед которым детали 1, 2, 4, 8, 11, 12 и 17 подвергаются термообработке (цементированию). Между шатуном и удлиняющим рычагом, а также между основным рычагом и несущей втулкой вставляются пластмассовые уплотнители, изготовленные из подходящего по диаметру кольца толщиной 1 мм.

Педальный механизм с автоматическим удлинением рычагов признан изобретением и защищен в Болгарии авторским свидетельством. Все, кто опробовал новинку, отмечают не только конструктивную оригинальность решения поставленной задачи, но и достигаемый благодаря ей положителыный эффект: "приемистость" веломашины, оборудованной таким механизмом, более легкое прохождение тяжелых трасс и преодоление подъема.

 Рекомендуем интересные статьи раздела Личный транспорт: наземный, водный, воздушный:

▪ Преобразователь энергии волны

▪ Монолыжа-серфер

▪ Оснастка для пловца

Смотрите другие статьи раздела Личный транспорт: наземный, водный, воздушный.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Цифровой видеомагнитофон 13.07.2001 Цифровой видеомагнитофон, пишущий не на привычную VHS видеокассету, а на постоянный жесткий магнитный диск, удобен как для оперативных записей телевизионных наземных и спутниковых программ, так и для записей, заданных электронным таймером. Может использоваться для последующей перезаписи на аналоговые и цифровые кассетные видеомагнитофоны, DVD записывающие проигрыватели. Воспроизводимые изображения не отличаются от поступающих на экран с телецентра. В зависимости от модели время записи 20-40 ч.

Другие интересные новости:

▪ Одиссей жил не на Итаке

▪ Играем в облаках

▪ Пиво из сточной воды

▪ Высокоскоростная камера 4,8 млн кадров в секунду

▪ Электрическая подводная лодка Super Sub

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Видеотехника. Подборка статей

▪ статья Любовь и голод правят миром. Крылатое выражение

▪ статья Когда человек начал употреблять соль? Подробный ответ

▪ статья Горчица сарептская. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Энергоагрегат с низкотемпературным двигателем Стирлинга и вихревой трубой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Мощный импульсный блок питания, 220/2х50 вольт 800 ватт. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025