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:

▪ Автороллер

▪ Дельтаплан БС-3

▪ Велокатамаран

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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Передача сигнала через человеческие ткани 13.04.2020 Команда разработчиков из Финляндии продемонстрировала работу безопасного для живых организмов метода передачи сигнала на импланты, размещенные внутри биологической ткани. Сигнал невозможно перехватить, блокировать или изменить с дальнего расстояния. Профессор Маркос Кац (Marcos Katz) из Университета Оулу много лет руководит исследованиями по поиску альтернативных способов передачи связи. В 2017 году совместно с коллегами ученый разработал гибридный канал связи, способный плавно переключаться между режимами передачи радиоволн и волн в видимого света при помощи технологии VLC (англ. Visible Light Communication - связь по видимому свету). Режим работы канала зависел от его состояния и передаваемой информации. При тестировании длину волны излучения увеличивали с нескольких миллиметров до нескольких сантиметров и обнаружили хорошую связь даже для глубоко расположенных имплантов. Внешний источник сигнала при этом располагали на расстоянии нескольких метров от "тела". Первые результаты - 10 килобит в секунду - не слишком порадовали ученых. Тогда она увеличили число приемников/источников сигнала, поколдовали над схемами модуляции и получили многократное увеличение скорости передачи. Технология передачи сигнала с помощью инфракрасного излучения полезна не только в коммуникационных приложениях. VLC можно применять для управления, например, кардиостимуляторами и дефибрилляторами. При этом радиопомехи или чей-то злой умысел не смогут вызвать отказ этого жизненно важного оборудования. Именно с применением технологии в медицинской сфере связаны будущие исследования финской команды. Разработчики надеются внести вклад в развитие способов диагностики и лечения заболеваний, а также управления устройствами, вживленными в человеческое тело. Осталось лишь лучше понять биоткань как проводящую среду для инфракрасного излучения.

Другие интересные новости:

▪ Незаметные провода

▪ Мобильный телефон высшего класса V80 от Motorola

▪ Цифровой Поляроид

▪ Почему мужчины не любят ходить к докторам

▪ Самовосстанавливающийся бетон

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Ни под каким соусом. Крылатое выражение

▪ статья Становится ли на планете меньше влажных тропических лесов? Подробный ответ

▪ статья Работа на штанцевальном автомате типа КАМА TS, YAWA и т.п.. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Энергосберегающее фотореле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Женщина парит на столике. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026