Разработки

ВЕЛОСИПЕД ТРЕНЕРА

25.01.2015

ВЕЛОСИПЕД ТРЕНЕРАОтечественная промышленность много лет выпускала мопеды и мотовелосипеды с двигателями типа «Д». Однако у всех этих машин был существенный недостаток (являвшийся, впрочем, платой за их невысокую цену). Дело в том, что такие моторы имели единственную передачу, что существенно снижало их возможности. Так, на них практически невозможно было тронуться с места без предварительного разгона с помощью педалей; подключать к мотору «человеческую силу» приходилось также при движении в гору или по проселку, а при движении по шоссе мопеду не помешала бы ускоряющая передача, позволяющая довести его скорость хотя бы до 50 км/ч.

 
Всех этих недостатков лишен мотовелосипед, созданный коллективом Станции юных техников «Планета» города Ижевска под руководством Р.В.Черепнева на базе четырехскоростного велосипеда «Турист» и некогда широко распространенного двигателя Д-8. При работающем моторе привод заднего колеса осуществляется через промежуточный редуктор и дополнительную звездочку педального узла. Сами педали при этом остаются неподвижны. Для перехода на ножной, обычный для велосипеда режим, достаточно выключить двигатель и сцепление.
 
Двигатель Д-8 с помощью штатных хомутов крепится к раме велосипеда ближе к рулевой колонке. Для увеличения мощности двигателя высота его камеры сгорания уменьшена на 2,5 мм. Глушитель (от моторного велосипеда) пришлось слегка доработать, чтобы можно было установить его вплотную к цилиндру, как у бензопилы «Дружба». Бензобак — стандартный емкостью 2,5 л, крепится к верхней трубе рамы велосипеда.
 
С ведущей звездочки двигателя вращение с помощью цепи передается на промежуточный редуктор. Этот узел целиком самодельный, и на его конструкции остановимся подробнее Основой редуктора служит ось из стали 40Х, которая на двух шарикоподшипниках (201 и 202) монтируется во втулке-корпусе, изготовленной из дюралюминия марки Д16Т.
 
Рис. 1. Компоновка велосипеда
 
Рис. 1. Компоновка велосипеда:
 
1 — спортивный велосипед «Турист» с 4 передачами, 2 — тандер — вертикальный натяжитель промежуточной цепи, 3 — промежуточный редуктор с горизонтальным натяжителем, 4 — подрамник; 5 — двигатель Д-8, 6 — бензобак; 7 — глушитель, 8 — педальный узел
 
Кинематическая схема привода
 
Кинематическая схема привода:
 
1 — двигатель Д-8,2 — промежуточный редуктор, 3 — блок звездочек педального узла с обгонной муфтой (трещоткой-однорядкой от велосипеда «Салют»); 4 — блок звездочек переключения скоростей, 5 — заднее колесо
 
Рис. 3. Промежуточный редуктор
 
Рис. 3. Промежуточный редуктор:
 
1 — крепление перемычек (болт М6, 4 шт.); 2 — подседельная стойка рамы велосипеда (труба Ø25); 3 — вертикальный натяжитель; 4 — крепление корпуса редуктора (болт, гайка М8, 3 шт.); 5 — верхняя перемычка (сталь, труба 25x25x2,5); 6 — упор горизонтального натяжителя (специальная шпилька М8), 7 — подрамник (стальная труба 25x2,5); 8 — вал (сталь 40Х, круг 16); 9 — крепление ведомой звездочки (гайка М10х1,25, 2 шт.), 10 — ведомая звездочка (z = 16, от мопеда «Верховина»); 11 — крышка подшипника 201, 12 — корпус подшипников (дюралюминий Д16Т); 13 — подшипник 201, 14 — корпус промежуточного редуктора (дюралюминий Д16Т, труба 85x25); 15 — крепление корпуса подшипников (винт М6,4шт); 16 — ведущая звездочка (z = 10, от двигателя Д-6); 17 — сегментная шпонка; 18 — крепление ведущей звездочки (гайка М14х1,5, 2 шт.); 19 — крышка подшипника 202; 20 — подшипник 202; 21 — нижняя перемычка (труба 25x25x2,5); 22 — скоба натяжителя (сталь, полоса 2,5x14); 23 — спец-болт горизонтального натяжителя, 24 — дистанционная втулка (2 шт)
 
При изготовлении оси из-за отсутствия специального оборудования возникли трудности с обработкой шлицов. В связи с этим применена примитивная, но эффективная технология После токарной обработки заготовка оси в вертикальном положении жестко зажималась в тиски резьбой М10х1 вверх. На заготовку надевалась звездочка z - 16 (со шлицами) и по ее торцу резко и сильно ударяли тяжелым молотком Так как звездочка закалена до 55 — 60 НРС, а ось термически не обработана, то на торце цилиндра вала диаметром 12 мм появились четкие отпечатки 11 шлицов, как в отверстии звездочки Дальнейшая обработка производилась на токарном станке Ось неподвижно зажималась в трехкулачковый патрон и подпиралась центром задней бабки Специально заточенный резец крепился в резцедержателе, передней поверхностью в сторону патрона Поперечной подачей суппорта вершина резца подводилась к размеченному торцу оси и продольной подачей, как при работе на строгальном станке, слой за слоем постепенно обрабатывался паз шлица, оставлялся лишь небольшой припуск под чистовую операцию После предварительной обработки всех шлицов заготовка опять зажималась в тиски, и звездочкой, как протяжкой, окончательно формировали шлицевую поверхность.
 
На шлицевом конце оси закрепляется ведомая звездочка с 16 зубьями (от мопеда «Верховина»), а на противоположном, на сегментной шпонке, — 10-зубая звездочка от двигателя Д-6. Каждая звездочка крепится гайкой и контргайкой Между подшипниками и звездочками устанавливаются дистанционные кольца и крышки, которые выполняют две задачи: предохраняют подшипники от засорения и фиксируют их во втулке (это страховка на случай, если гайки на оси раскрутятся)
 
Узел звездочек фиксируется в корпусе редуктора, изготовленном из оконного профиля — дюралюминиевой прямоугольной трубы высотой 85 мм, шириной 25 мм и толщиной стенки 3 мм Собранный промежуточный редуктор болтами М8 крепится к двум перемычкам из стальной квадратной трубы 25x25, которые, в свою очередь, закрепляются на подседельной трубе велосипеда и на дополнительно установленном параллельно ей подрамнике.
 
Рис. 4. Педальный узел
 
Рис. 4. Педальный узел:
 
1 — трещотка-звездочка (от велосипеда «Салют»); 2 — шайба крепления трещотки (дюралюминий Д16Т); 3 — гайка-пистон М6 (сталь, круг 12, 6 шт.); 4 — ведущая звездочка (г = 43, от велосипеда «Спутник Спорт-шоссе»); 5 — дистанционная проставка (дюралюминий Д16Т); 6 — ведомая звездочка (z = 53, от велосипеда «Спутник Спорт-шоссе»); 7 — диск крепления педальных звездочек (сталь 40Х); 8 — специальный болт соединения звездочек (М6, 6 шт.); 9 — крепление трещотки (болт М8, 9 шт.); 10 — втулка шатуна (сталь 40Х); 11 — шатун (стандартный)
 
Трещотка-звездочка от велосипеда «Салют»
 
Трещотка-звездочка от велосипеда «Салют»
 
Механизированный привод велосипеда: А—вид со стороны педального узла; Б — вид с противоположной стороны
 
Механизированный привод велосипеда: А—вид со стороны педального узла; Б — вид с противоположной стороны
 
Механизированный привод велосипеда:
 
А — вид со стороны педального узла; Б — вид с противоположной стороны
 
С ведущей звездочки редуктора вращение передается на педальный узел. Его конструкция — ноу-хау юных техников из СЮТ «Планета». Именно этот узел и обеспечивает использование спортивного велосипеда «Турист» в двух режимах традиционном (с ножным приводом) и моторном, позволяя оперативно и эффективно осуществлять переключение с одного на другой (Эта способность велосипеда привлекла к нему большой интерес со стороны тренеров-велогонщиков, принимающих участие в оценке работ юных техников на республиканском конкурсе Ведь, чтобы успешно руководить подготовкой подопечных спортсменов, тренер должен находиться рядом с велосипедистами Как правило, для этого используется мотоцикл или автомобиль. Но иногда тренеру важно побыть в равных со спортсменами условиях, т.е. сидеть на велосипеде и крутить педали).
 
Базовая деталь педального узла (рис 4) — диск (7). В центральное отверстие диаметром 60 мм вставляется трещотка-звездочка (1) от велосипеда «Салют» и прижимается специальной шайбой (2) с помощью 9 болтов М8 Болты располагаются с интервалом 40° и проходят между зубьями звездочки, которая в данном случае выполняет роль жесткой муфты. На цилиндрический поясок диска диаметром 95 мм насаживается ведомая звездочка (6) z = 53 промежуточной передачи. Далее через проставку (5) к ней присоединяется ведущая звездочка (4) z. = 43. Обе звездочки — от велосипеда «Спутник Слорт-шоссе», использованы без доработки. Крепление их между собой и к диску осуществляется гайками-пистонами (3) и болтами М6 (8) Длина гайки подобрана такой, чтобы она проходила через ведущую звездочку, проставку и частично входила в ведомую Болт М6 под шестигранной головкой имеет цилиндрический поясок диаметром 9 мм, который входит в соответствующее отверстие в диске. Такая конструкция крепежных элементов необходима для обеспечения точности соединения звездочек. В завершение сборки педального узла в резьбовое отверстие трещотки вворачивается втулка шатуна (10) с приваренным к ней стандартным шатуном.
 
Теперь несколько слов о технологии сборки и регулировке моторной трансмиссии. Начинать нужно с установки педального узла. Затем промежуточный редуктор с перемычками и смонтированными на них натяжителями прикрепляется к подседельной трубе велосипеда. После этого труба-подрамник соединяется с перемычками, с верхней и наклонной трубами рамы. Двигатель и цепи монтируются в последнюю очередь. Самое главное на этом этапе сборки — не затягивать крепеж до упора: перемычки и корпус промежуточного редуктора должны иметь свободу перемещений для осуществления натяжения цепей.
 
Сначала регулируется моторная цепь. Для этого промежуточный редуктор следует сдвигать вдоль перемычек по направлению к подседельной трубе велосипеда. Эта операция осуществляется горизонтальным натяжителем (рис.3). Через правый паз в верхней полке корпуса редуктора (14) и два отверстия диаметром 8 мм в верхней перемычке (5) вставляется специальная упорная шпилька (6) и фиксируется сверху гайкой Лыски на цилиндрической бобышке шпильки предохраняют ее от проворачивания при затяжке. На нижний резьбовой конец шпильки надевается пластинчатая головка спецболта (23) горизонтального натяжителя. Болт проходит через отверстие в скобе (22), установленной в прямоугольном пазу корпуса. На болт (23) навинчивается обычная гайка М8, с помощью которой и осуществляется перемещение редуктора и, следовательно, натяжение моторной цепи. После регулировки производится окончательная затяжка упорной шпильки.
 
Рис. 5. Вертикальный натяжитель
 
Рис. 5. Вертикальный натяжитель:
 
1 — верхний резьбовой стержень (специальный болт М8 лев.), 2 — корпус (шестигранник 19, L110); 3 — нижний резьбовой стержень (шпилька М8 с приваренной гайкой); 4 — крепление натяжителя к верхней перемычке (гайка М8)
 
Рис. 6. Кожух промежуточной цепной передачи
 
Рис. 6. Кожух промежуточной цепной передачи
Рис. 6. Кожух промежуточной цепной передачи
 
Натяжение промежуточной цепи (от редуктора на ведомую звездочку педального узла) производится тандером с вертикальным натяжителем (рис.5). Нижний резьбовой стержень крепится к верхней перемычке изнутри (см.рис.3). Это необходимо для того, чтобы гайка крепления не мешала перемещению корпуса редуктора при регулировке первой цепи.
 
Верхний стержень за удлиненную шестигранную головку хомутом закрепляется на верхней трубе рамы велосипеда. Следует отметить, что вертикальное перемещение редуктора не сказывается на натяжении моторной цепи.
 
После окончательной регулировки цепей необходимо туго затянуть все болты и гайки крепления перемычек, подрамника и корпуса редуктора.
 
Здесь хотелось бы отметить, что первоначально предполагалось обойтись одним натяжителем-тандером. Но при этом обеспечить оптимальное натяжение двух цепей одновременно оказалось невозможно.
 
И в заключение несколько слов о безопасности. Чтобы предотвратить травмы, которые могут нанести подвижные элементы привода (звездочки, цепи), их необходимо прикрыть защитными экранами или кожухами. На фото и рисунке 6 представлен общий вид и чертежи наиболее сложного в изготовлении кожуха, закрывающего промежуточный редуктор, цепь и педальный узел. Этот кожух изготовлен так же, как и остальные защитные элементы, — из листового полистирола толщиной 2 мм методом выдавливания.
 
Технология следующая. На толстой доске или фанере вычерчивается в натуральную величину внутренний контур кожуха и размечается центр отверстия диаметром 66 мм С помощью лобзика по разметке вырезается шаблон, затем зачищаются его неровности и скругляются острые кромки. В намеченном центре, просверлив соответствующее отверстие, закрепляется цилиндрический стержень-фиксатор диаметром 30 — 40 мм. Стенки фигурного отверстия в оставшейся части доски подвергаются такой же доработке, что и шаблон. В дальнейшем она послужит матрицей.
 
Заготовка для кожуха делается с большим припуском по контуру. Отверстия в ней сверлятся на 2 — 3 мм больше диаметра фиксатора. Далее заготовка подвергается термической обработке: медленно нагревают в электропечи (типа муфельной) до температуры 180 — 190 градусов, периодически ее переворачивая. Постепенно полистирол размягчается, становится пластичным и податливым. После этого осторожно, но быстро (чтобы не остыла) надевается заготовка отверстием на фиксатор и обжимаются свисающие края доской-матрицей. После остывания стенки обрезаются по контуру кожуха с помощью ножниц, ножовки по металлу или раскаленной нихромовой нити, а отверстие растачивается до диаметра 66 мм.
 
Техническая характеристика
 
Мощность двигателя, л.с.............................2
Максимальная скорость, км/ч....................73
Масса велосипеда с двигателем, кг..........21
 
Р. ЧЕРЕПНЕВ, г. Ижевск




Рекомендуем почитать
  • АМФИБИЯ ГРИБНИКА И РЫБОЛОВА

    АМФИБИЯ ГРИБНИКА И РЫБОЛОВАХочу познакомить читателей «М-К» с собранной мною амфибией. Сконструировал я ее, чтобы на практике решить целый ряд возникающих при проектировании проблем и противоречий. Их было достаточно много, однако главные есть смысл назвать.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.