RU2698286C1 - Узел каретки велосипеда - Google Patents
Узел каретки велосипеда Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698286C1 RU2698286C1 RU2018145804A RU2018145804A RU2698286C1 RU 2698286 C1 RU2698286 C1 RU 2698286C1 RU 2018145804 A RU2018145804 A RU 2018145804A RU 2018145804 A RU2018145804 A RU 2018145804A RU 2698286 C1 RU2698286 C1 RU 2698286C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bicycle
- cranks
- shafts
- carriage assembly
- carriage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
- B62M3/00—Construction of cranks operated by hand or foot
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к узлам кареток велосипедов. Узел каретки велосипеда включает втулку, вал, ведущую шестерню. Втулка закреплена на раме велосипеда. На концах втулки с помощью резьбовых соединений закреплены две внешние чашки с запрессованными в них промышленными подшипниками. Вал соединяет два кривошипа с закрепленными на их свободных концах педалями. Ведущая шестерня закреплена на правом кривошипе. Вал каретки состоит из двух полувалов, соединенных между собой шлицевым соединением и стяжным болтом. Полувалы выполнены заодно с левым и правым кривошипами и запрессованы во внутренние кольца подшипников. В местах запрессовки полувалов в кривошипах выполнены кольцевые проточки. Достигается повышение КПД узла каретки велосипеда. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области велостроения, в частности, к производству шоссейных велосипедов.
Для шоссейных велосипедов основным требованием является передача мускульных усилий ног велосипедиста на заднее колесо с максимальным коэффициентом полезного действия (КПД). Максимальный КПД обеспечивается как оптимизацией конструкции каретки велосипеда, состоящей из шарикоподшипникового узла и кривошипной системы с педалями, так и способом посадки гонщика, обеспечивающим его эффективное и долговременное педалирование, при котором расстояние между плоскостями вращения правой и левой педалей, обусловленное расположением тазобедренных суставов гонщика, позволяет производить давление на педали в строго вертикальном направлении. Степень вертикальности определяется, так называемым, Q-фактором.
Что касается оптимизации конструкции узла каретки, то здесь можно сказать следующее. Известно, что, если опора расположена по линии действия силы, то реакция опоры равна величине этой силы. Если же нагрузка воздействует на опору через плечо (плечо действия силы), то появляется дополнительный момент силы и реакция опоры увеличивается. Для узла каретки велосипеда этот момент определяется произведением силы педалирования F на расстояние от точки приложения этой силы до поперечной оси подшипника каретки L
M=F*L
Очевидно, что для уменьшения нагрузок, действующих на подшипники узла каретки, и увеличения его КПД и ресурса, величину L необходимо уменьшать.
Известен традиционный узел каретки велосипеда (см., напр., В.П. Любовицкий. Гоночные велосипеды. - Л. Машиностроение, 1989, стр. 64-69). Он содержит втулку длиной 70 мм и внутренним диаметром 33 мм. В ранней конструкции на концах втулки устанавливались две внутренние резьбовые чашки с насыпными шарикоподшипниками, в которых закреплялся вал каретки. В более поздней конструкции используются картриджи с промышленными подшипниками.
Однако этот узел имеет существенные недостатки. Он сложен в изготовлении и эксплуатации, кроме того, значение плеча L у него велико, вследствие чего на подшипники действуют большие нагрузки, что увеличивает потери энергии в них и тем самым снижает ресурс и КПД узла.
Из девяти наиболее популярных в настоящее время моделей узлов каретки пять имеют внешние чашки для установки промышленных подшипников, при этом все они имеют увеличенные диаметры и ширину стакана.
С учетом ширины внешних чашек длина вала каретки у некоторых из них превышает 130 мм, что ухудшает значение Q-фактора. Однако главный недостаток всех этих моделей состоит в их несовместимости с ранее выпущенными велосипедами. А их в мире насчитывается больше миллиарда!
Известен узел каретки велосипеда с качающимися рычагами (см. Заявка DE 102014003625, МПК В62К 19/34, 2014). В нем вал каретки состоит из двух полувалов, соединенных между собой шлицевым соединением, причем полувалы выполнены заодно с левым и правым кривошипами и запрессованы во внутренние кольца промышленных подшипников, внешние кольца которых запрессованы во втулку каретки.
Однако этот узел имеет существенные недостатки. Во-первых, он не совместим с традиционными рамами и системами. Во-вторых, в нем подшипники закреплены на полувалах с зазором (через шайбы) относительно внутренних граней кривошипов и потому значение плеча L у него довольно велико, а КПД не высок.
Известен узел каретки, снабженный двумя внешними чашками, закрепленными резьбовым соединением с двух сторон втулки каретки (см. http://www.birota.Ru/texts/2008 april/bb30.Php). В чашках запрессованы промышленные шарикоподшипники, во внутренних кольцах которых закреплен вал каретки увеличенного диаметра, соединенный с кривошипами. Достоинства конструкции: полная совместимость со старыми рамами, простота установки и обслуживания, а также уменьшенное значение плеча L, а значит, и уменьшенные нагрузки на подшипники.
Однако этот узел имеет существенные недостатки. Во-первых, изменилась (сместилась наружу) линия цепи, вследствие чего при максимальном передаточном отношении ведомая и ведущая шестерни уже не находятся в одной плоскости, что уменьшает КПД цепной передачи. Во-вторых, нагрузки на подшипники (а значит, КПД и ресурс узла) хотя и уменьшились, но все-таки незначительно. И, в-третьих, увеличилось значение Q-фактора, поскольку расстояние между точками крепления педалей к кривошипам увеличилось. Поэтому некоторые профессиональные спортсмены жаловались на появившиеся боли в коленях.
Задача и технический результат предлагаемого решения - создание узла каретки велосипеда с увеличенными ресурсом и КПД при полной совместимости с традиционными рамами и сохранении оптимального значения Q-фактора.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что узел каретки, включающий закрепленную на раме велосипеда втулку, на концах которой с помощью резьбовых соединений закреплены две внешние чашки с запрессованными в них промышленными подшипниками, вал, соединяющий два кривошипа с закрепленными на их свободных концах педалями, а также, как минимум, одну ведущую шестерню, закрепленную на правом кривошипе, имеет вал, состоящий из двух полувалов, скрепленных между собой шлицевым соединением и стяжным болтом, причем полувалы выполнены заодно с левым и правым кривошипами и запрессованы во внутренние кольца подшипников, а в местах запрессовки полувалов в кривошипах выполнены кольцевые проточки, меньшие диаметры которых равны диаметрам полувалов, а большие - превышают размеры наружных диаметров внешних чашек.
Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг. 1. Узел каретки включает в себя втулку 1, закрепленную в раме 2, две внешние чашки 3 и 4, промышленные подшипники 5 и 6, левый 7 и правый 8 кривошипы с кольцевыми проточками 9 и 10, левым 11 и правым 12 полувалами с пазом 13 и шлицом 14, стяжной болт 15, ведущую шестерню 16, а также левую 17 и правую 18 педали.
Внешние чашки 3 и 4 с помощью резьбовых соединений закреплены на втулке 1. В чашки запрессованы подшипники 5 и 6. Диаметры полувалов 11 и 12 выбраны (с допусками для их запрессовки) равными диаметрам внутренних колец подшипников 5 и 6. При сборке узла каретки кривошипы 7 и 8 своими проточками 9 и 10 надвигаются на внешние чашки 3 и 4, полувалы 11 и 12 жестко фиксируются шлицом 14 и стяжным болтом 15. При этом между торцами внешних чашек и внутренними стенками проточек должен оставаться минимальный зазор. Усилия педалирования, прикладываемые к педалям 17 и 18, через закрепленную на правом кривошипе 8 ведущую шестерню 16 с помощью цепной передачи передаются на заднее колесо велосипеда.
В данной конструкции достигается существенное уменьшение плеча L благодаря тому, что в кривошипах выполнены кольцевые проточки, в которые помещены промышленные подшипники.
Это оказалось возможным сделать, во-первых, вследствие увеличения диаметра вала (с 17 до 30 мм), а, во-вторых, из-за заменысплошного вала двумя полувалами и их жесткого соединения не по краям, а в центре конструкции, в результате чего нагрузки в местах выполнения проточек существенно снизились. Уменьшение плеча L позволяет уменьшить нагрузки на подшипники, тем самым увеличить ресурс и КПД узла каретки при сохранении оптимального значения Q-фактора и полной совместимости с традиционными рамами. По сравнению с прототипом нагрузки на левый и правый подшипники уменьшаются на ~ 20% и 70%, а по сравнению с традиционной конструкцией каретки (в зависимости от размеров вала и ведущей шестерни) - до 1,7 и 2,8 раза.
Реализация данного устройства технических трудностей не представляет.
Таким образом, поставленная задача выполнена и технический результат достигнут.
Claims (1)
- Узел каретки велосипеда, включающий закрепленную на раме велосипеда втулку, на концах которой с помощью резьбовых соединений закреплены две внешние чашки с запрессованными в них промышленными подшипниками, вал, соединяющий два кривошипа с закрепленными на их свободных концах педалями, а также как минимум одну ведущую шестерню, закрепленную на правом кривошипе, отличающийся тем, что вал каретки выполнен состоящим из двух полувалов, соединенных между собой шлицевым соединением и стяжным болтом, причем полувалы выполнены заодно с левым и правым кривошипами и запрессованы во внутренние кольца подшипников, а в местах запрессовки полувалов в кривошипах выполнены кольцевые проточки, меньшие диаметры которых равны диаметрам полувалов, а большие - превышают размеры наружных диаметров внешних чашек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145804A RU2698286C1 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Узел каретки велосипеда |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145804A RU2698286C1 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Узел каретки велосипеда |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698286C1 true RU2698286C1 (ru) | 2019-08-23 |
Family
ID=67733790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018145804A RU2698286C1 (ru) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | Узел каретки велосипеда |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698286C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU95633U1 (ru) * | 2010-02-10 | 2010-07-10 | Иван Афанасьевич Бузаков | Педально-цепной привод велосипеда (варианты) |
DE102014003625A1 (de) * | 2014-03-13 | 2014-09-04 | Daimler Ag | Hinterrad-Schwinge für ein Fahrrad |
RU2664852C1 (ru) * | 2017-09-19 | 2018-08-23 | Анатолий Николаевич Кузнецов | Кулисно-рычажный прямолинейно-направляющий механизм повышенной точности и привод для колесных транспортных средств, приводимых в движение мускульной силой человека |
-
2018
- 2018-12-24 RU RU2018145804A patent/RU2698286C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU95633U1 (ru) * | 2010-02-10 | 2010-07-10 | Иван Афанасьевич Бузаков | Педально-цепной привод велосипеда (варианты) |
DE102014003625A1 (de) * | 2014-03-13 | 2014-09-04 | Daimler Ag | Hinterrad-Schwinge für ein Fahrrad |
RU2664852C1 (ru) * | 2017-09-19 | 2018-08-23 | Анатолий Николаевич Кузнецов | Кулисно-рычажный прямолинейно-направляющий механизм повышенной точности и привод для колесных транспортных средств, приводимых в движение мускульной силой человека |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6840136B1 (en) | Pedal drive mechanism | |
CA2899856A1 (en) | A propulsion system for human powered vehicles | |
CN106660605A (zh) | 前驱自行车及差速双驱自行车 | |
RU2698286C1 (ru) | Узел каретки велосипеда | |
CN103770889A (zh) | 一种脚蹬和曲柄上下往复摆动的自行车 | |
CN206327524U (zh) | 一种新型万向节传动轮及包含其的自行车 | |
KR19990046739A (ko) | 자전거의핸들크랭크페달구동장치 | |
CN203005673U (zh) | 一种自行车的重力助力系统 | |
RU162692U1 (ru) | Съёмное устройство для качательного движения педальных узлов велосипедов | |
CN110562378B (zh) | 一种无链条自行车 | |
CN201842214U (zh) | 一种自行车传动机构 | |
CN210364236U (zh) | 一种低自重高耐久的新型电动车中轴总成 | |
CN201095282Y (zh) | 偏心轴自行车偏心总成 | |
CN215323148U (zh) | 一种分体式快装曲柄 | |
CN204587206U (zh) | 一种脚踏车驱动装置 | |
CN204623741U (zh) | 一种新型脚踏车驱动装置 | |
CN220114762U (zh) | 一种自行车力臂结构 | |
CN216268485U (zh) | 一种分段式车辆轴 | |
CN2723322Y (zh) | 双飞自行车 | |
CN200985061Y (zh) | 一种双向踏动变速自行车 | |
CN210239856U (zh) | 一种倒挡器连接板 | |
Shah et al. | Chainless Bicycle | |
Bagade et al. | Design and Fabrication of Chainless Bicycle with Folding Mechanism | |
WO2019019455A1 (zh) | 一种自行车传动装置和具有该装置的自行车及电动自行车 | |
CN105818919A (zh) | 一种装有增力加速装置的自行车 |