ПЕДАЛЬНО-ЦЕПНОЙ ПРИВОД ВЕЛОСИПЕДА (ВАРИАНТЫ)

Заявленная полезная модель относится к велотехнике, в частности к конструкциям приводов транспортных средств, приводимых в действие мускульной силой человека при езде, как по дорогам, так и по пересеченной местности и может использоваться при конструировании транспортных велосипедов для передвижения, туризма и для велокроссов.
Ближайшим техническим решением, принятым в качестве прототипа является известная классическая компоновка велосипеда с педально-цепным приводом по ОСТ 37.005.009-87.
Труба каретки с резьбовым соединением чашек по ГОСТ 30001.2-93, для которой характерна передача крутящего момента ведущей звездочкой, взаимосвязанной с валом в трубе каретки, правым и левым шатуном.
Недостаток известного классического привода проявляется в том, что вращение ведущей звездочки, соединенной жестко с правым шатуном, обеспечивается вращением вала при передаче крутящего момента, соединенными на его концах правым и левым шатунами постоянной длины, которые обеспечивают максимальную длину рычага в 69-70 мм при максимальной длине шатуна в 169-170 мм и диаметре ведущей звездочки в 199-200 мм, а при длине рычага в 69-70 мм необходимо прилагать максимальную мускульную силу для создания необходимого крутящего момента во время начала движения, езды по дороге или пересеченной местности, в особенности при встречных постоянно дующих и порывистых ветрах, что не всегда является комфортабельным, т.к. быстро проявляются признаки усталости велосипедиста.
В основу полезной модели поставлена задача повышения комфортабельности эксплуатационных качеств, повышение эффективности привода велосипеда путем повышения его надежности и увеличения КПД привода.
Поставленная задача по первому варианту достигается тем, что педально-цепной привод велосипеда, содержащий раму с трубой каретки, вал, цепную передачу с ведущей и ведомой звездочками, правый и левый шатуны с педалями, снабжен копиром, тягой с подвижным роликом, правый и левый шатуны выполнены телескопическими, состоящими из правой и левой верхней головной части и правой и левой нижней подвижной части, последняя выполнена из ползуна с хвостовиком, при этом правый и левый телескопический шатуны жестко установлены на соответствующие концы вала, при этом вал соединен с соответствующими сторонами трубы каретки, правая верхняя головная часть и левая верхняя головная часть телескопических шатунов установлены с возможностью взаимодействия с копиром, жестко соединенным стяжками с рамой, при этом правая верхняя головная часть телескопического шатуна соединена с ведущей звездочкой, а подвижная нижняя часть шатуна, выполненная из ползуна с хвостовиком, соединена с копиром посредством тяги для взаимодействия с наружной поверхностью прямого участка верхней головной части телескопического шатуна, при этом верхняя часть тяги снабжена подвижным роликом, установленным с возможностью его перемещения в пазу неподвижного копира, а нижняя часть тяги присоединена к ползуну с хвостовиком, к которому закреплена педаль для мускульного воздействия, причем длина вала выполнена размером 160-162 мм.
Поставленная задача по второму варианту достигается тем, что педально-цепной привод велосипеда, содержащий раму с трубой каретки, вал, цепную передачу с ведущей и ведомой звездочками, правый и левый шатуны с педалями, снабжен двуплечим рычагом, связанным с двумя бобышками и установленным с левой стороны привода, двумя радиально-упорными подшипниками, четырьмя кривошипами, четырьмя прижимами, а ведущая звездочка, снабженная двумя бобышками, установлена с правой стороны привода, при этом бобышки, установлены диаметрально в основании зубчатого венца ведущей звездочки, причем двуплечий рычаг с двумя бобышками, установленными диаметрально на краю его плеч, и ведущая звездочка жестко соединены соответственно на левой и правой стороне вала, при этом соответствующие стороны вала установлены с соответствующими сторонами трубы каретки, а правый и левый шатуны выполнены цельными с хвостовой и головной частями, последняя выполнена с двумя опорными выступами на фронтальной поверхности головной части шатунов, при этом правый и левый шатуны с двумя опорными выступами в головной части, соединены с соответствующими концами вала посредством радиально-упорных подшипников для обеспечения взаимодействия вала с шатунами, правый шатун посредством двух диаметрально расположенных кривошипов соединен с двумя диаметрально расположенными бобышками, соединенными с ведущей звездочкой, два диаметрально расположенных кривошипа соединены с двумя опорными выступами в головной части правого шатуна посредством двух прижимов, левый шатун посредством двух диаметрально расположенных кривошипов соединен с двумя диаметрально расположенными бобышками, соединенными с двуплечим рычагом, два диаметрально расположенных кривошипа соединены с двумя опорными выступами в головной части левого шатуна посредством двух прижимов, а к хвостовой части правого и левого шатуна закреплены педали для мускульного воздействия, причем длина вала выполнена размером 160-162 мм, а концы его по наружному диаметру выполнены под резьбовое соединение.
При этом участок вала и соединяющее отверстие ведущей звездочки, взаимосвязанной с двумя бобышками, выполнены под шлицевое соединение, участок вала и соединяющее отверстие двуплечего рычага, взаимосвязанного с двумя бобышками, выполнены под шлицевое соединение.
Поставленная задача по третьему варианту достигается тем, что педально-цепной привод велосипеда, содержащий раму с трубой каретки, вал, цепную передачу с ведущей и ведомой звездочками, правый и левый шатуны с педалями, снабжен промежуточным механизмом, цепной передачей с левой стороны привода, ведущей звездочкой с левой стороны привода, четырьмя кронштейнами, жестко соединенными с бобышками, правой и левой полуосями, двумя установленными ограничительными кольцами, копиром, тягой с подвижным роликом, четырьмя радиально-упорными подшипниками, четырьмя кривошипами, четырьмя прижимами, двумя крышками с цанговым зажимом, двумя хомутами, а ведущая звездочка с правой стороны и ведущая звездочка с левой стороны привода каждая снабжена двумя кронштейнами жестко соединенными с бобышками, при этом кронштейны с бобышками соединены диаметрально в основании зубчатого венца ведущих звездочек, и установлены соответственно на правой и левой полуоси посредством двух радиально-упорных подшипников для обеспечения взаимодействия ведущих звездочек с правой и левой полуосью, правый и левый шатуны выполнены телескопическими, состоящими из верхней головной части и нижней подвижной части, последняя выполнена из ползуна с правым и левым хвостовиком, верхняя головная часть телескопического шатуна, выполненная со ступенчатой цилиндрической поверхностью в головной части телескопического шатуна, установлена с возможностью взаимодействия с копиром, жестко соединенным с полуосью посредством крышки с цанговым зажимом и хомута, а подвижная нижняя часть телескопического шатуна, выполненная из ползуна с хвостовиком, соединена с копиром посредством тяги для взаимодействия с наружной поверхностью прямого участка верхней головной части телескопического шатуна, при этом верхняя часть тяги снабжена подвижным роликом, установленным с возможностью его перемещения в пазу неподвижного копира, а нижняя часть тяги присоединена к ползуну с хвостовиком, верхняя головная часть телескопического шатуна выполнена и с двумя опорными выступами на фронтальной поверхности головной части телескопического шатуна, при этом правый и левый телескопический шатуны головной частью с двумя опорными выступами соединены с правой и левой полуосями посредством двух радиально-упорных подшипников для обеспечения взаимодействия правого и левого телескопического шатуна с правой и левой полуосями, правая и левая полуоси, взаимосвязанные с установленными ограничительными кольцами, соединены соответственно с правой и левой стороной трубы каретки, правый телескопический шатун посредством двух диаметрально расположенных кривошипов соединен с двумя диаметрально расположенными бобышками, соединенными с правой ведущей звездочкой, при этом два диаметрально расположенных кривошипа соединены с двумя опорными выступами в головной части правого телескопического шатуна посредством двух прижимов, левый телескопический шатун посредством двух диаметрально расположенных кривошипов соединен с двумя диаметрально расположенными бобышками, соединенными с ведущей звездочкой с левой стороны привода, при этом два диаметрально расположенных кривошипа соединены с двумя опорными выступами в головной части левого телескопического шатуна посредством двух прижимов, а к хвостовой части правого и левого телескопического шатуна закреплены педали для мускульного воздействия, причем наружный диаметр трубы каретки выполнен размером 32-33 мм, длина ее выполнена размером 60-61 мм.
Промежуточный механизм, установленный на перьях заднего колеса рамы велосипеда, выполнен из рамки, связанной с промежуточным валом, на концах которого соединены две промежуточные ведомые звездочки.
Механизм крутящего момента с левой стороны привода выполнен из цепной передачи, второй ведущей звездочки, которые установлены с левой стороны привода, и промежуточной ведомой звездочки, установленной на левом конце промежуточного вала, взаимосвязанного с рамкой промежуточного механизма, промежуточная вторая ведомая звездочка, установленная на правом конце промежуточного вала, связана цепной передачей с правой ведущей звездочкой и ведомой звездочкой заднего колеса велосипеда.
0
0
0
0
В основу создания предлагаемых вариантов полезной модели поставлена задача увеличения длины рычага для создания необходимого крутящего момента при приложении меньшей мускульной силы, причем по первому варианту длина рычага составляет 110-112 мм, и обеспечивается телескопическими шатунами в секторе их вращения с 35 до 325 от вертикально-нижнего положения телескопических шатунов, последние соединены жестко с соответствующими концами вала, который установлен во взаимодействии с трубой каретки, по второму варианту длина рычага составляет 169-170 мм и обеспечивается цельными шатунами, установленными во взаимодействии с соответствующими концами вала, причем усилие крутящего момента приложено в основании зубчатого венца правой ведущей звездочки и на краю плеч двуплечего рычага с левой стороны привода, посредством двух выступов в головной части шатунов и двух диаметрально расположенных кривошипов с бобышками, при этом правая ведущая звездочка и двуплечий рычаг соединены жестко на соответствующих участках вала, последний установлен во взаимодействии с трубой каретки рамы, по третьему варианту длина рычага составляет 210-212 мм и обеспечивается телескопическими шатунами в секторе их вращения с 35 до 325 от вертикально-нижнего положения телескопических шатунов, последние соединены во взаимодействии с соответствующими концами полуосей, при этом усилие крутящего момента приложено в основании зубчатых венцов правой ведущей звездочки и ведущей звездочки с левой стороны привода, посредством двух выступов в головной верхней части шатунов и двух диаметрально расположенных кривошипов с бобышками, причем ведущие звездочки установлены во взаимодействии на правой и левой полуосях, которые жестко соединены с соответствующими концами трубы каретки, поэтому по всем трем вариантам исполнения педально-цепного привода велосипеда достигается повышение комфортабельности во время езды, т.к. за счет увеличения длины рычага увеличивается КПД привода и экономиться мускульная сила велосипедиста, причем длина шатунов в вертикально-нижнем положении соответствует п.6.7.1. ГОСТ Р 52111-2003, а диаметры ведущих звездочек не меняются.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами, где на:
Фиг.1 - изображен общий вид велосипеда с классической компоновкой педально-цепного привода;
Фиг.2 - вид А на Фиг.1; труба каретки в сборе;
Фиг.3 - общий вид педально-цепного привода (первый вариант);
Фиг.4 - вид А на Фиг.3 (без рамы);
Фиг.5 - общий вид педально-цепного привода (второй вариант);
Фиг.6 - вид А на Фиг.5 (без рамы);
Фиг.7 - вид Б на Фиг.5;
Фиг.8 - общий вид педально-цепного привода (третий вариант);
Фиг.9 - вид Б на Фиг.8 (без рамы);
Фиг.10 - А-А на Фиг.8 (без подседельной трубы) в плане.
Велосипед (Фиг.1 и Фиг.2) содержит раму 1, трубу каретки 2, вал 3, цепную передачу 4, ведущую звездочку 5, ведомую звездочку 6, шатун правый 7, шатун левый 8, педаль правая 9, педаль левая 10, на котором установлен педально-цепной привод велосипеда (варианты).
Педально-цепной привод велосипеда по варианту 1 (Фиг.3, Фиг.4) снабжен копиром 11, правым и левым шатунами 7 и 8 выполненными телескопическими, состоящими из правой верхней головной части 14, левой верхней головной части 15 и правой нижней подвижной частью, выполненной из ползуна с хвостовиком 16, левой нижней подвижной частью, выполненной из ползуна с хвостовиком 17, которые входят во взаимодействия с внешней поверхностью прямого участка правой верхней головной части 14 и левой верхней головной части 15, правая верхняя головная часть 14 и левая верхняя головная часть 15 телескопических шатунов установлены с возможностью взаимодействия с копиром 11, при этом правая верхняя головная часть 14, соединенная с ведущей звездочкой 5, и левая верхняя головная часть 15 телескопических шатунов установлены на соответствующие концы вала 3, который входит во взаимодействие с трубой каретки 2, рама 1, снабженная стяжками 18, 19, 20, жестко соединена с копиром 11, паз которого взаимодействует с подвижным роликом 13, соединенным со снабженной тягой 12 в верхней его части, а нижняя часть тяги 12 присоединена к правому ползуну с хвостовиком 16 и к левому ползуну с хвостовиком 17, к которым закреплены педаль правая 9 и педаль левая 10.
Педально-цепной привод велосипеда по варианту 2 (Фиг.5, Фиг.6, Фиг.7) снабжен двуплечим рычагом 11 соединенным жестко с левой стороны вала 3, правым 7 и левым 8 шатунами, выполненными цельными с хвостовой частью шатуна правого 16, левого 17 и головной частью 18 с двумя опорными выступами 19 на фронтальных поверхностях шатунов правого 7 и левого 8, головная часть 18 с двумя опорными выступами 19 левого шатуна 8, соединенная со снабженным радиально-упорным подшипником 13, установлена для взаимодействия с левой стороной вала 3, который входит во взаимодействие с левым концом трубы каретки 2 рамы 1, при этом правая сторона вала 3, входящая во взаимодействие с правой стороной трубы каретки 2, соединена жестко с ведущей звездочкой 5, снабженной двумя бобышками 12 установленными диаметрально в основании зубчатого венца, головная часть 18, с двумя опорными выступами 19 правого шатуна 7, соединенная со снабженным радиально-упорным подшипником, установленным для взаимодействия с правым концом вала 3, два опорных выступа 19 в головной части 18 левого шатуна 8, соединены с двумя снабженными бобышками 12 двуплечего рычага 11, установленными диаметрально на краю его плеч, посредством двух снабженных кривошипов 14, при этом снабженными двумя прижимами 15 взаимосвязаны два кривошипа 14 и два опорных выступа 19, в головной части 18 правого шатуна 7, соединены с двумя снабженными бобышками 12 ведущей звездочки 5 посредством, двух снабженных кривошипов 14, при этом снабженными двумя прижимами 15 взаимосвязаны два кривошипа 14 и два опорных выступа 19 в головной части 18 правого шатуна 7, к хвостовой части левого шатуна 8 и правого шатуна 7 установлены левая педаль 10 и правая педаль 9.
Педально-цепной привод велосипеда по варианту 3 (Фиг.8, Фиг.9, Фиг.10) снабжен левой полуосью 17 и правой полуосью 16 в соединении с двумя снабженными ограничительными кольцами 18, четырьмя кронштейнами 14 жестко связанными со снабженными четырьмя бобышками 15, соединенными попарно диаметрально в основании зубчатых венцов снабженной левой ведущей звездочки 13 и правой ведущей звездочки 5, которые в соединении со снабженными радиально-упорными подшипниками 22 установлены для взаимодействия с левой полуосью 17 и правой полуосью 16, последние жестко соединены соответственно с левым концом и правым концом трубы каретки 2 рамы 1, при этом снабжены левым и правым шатунами 8 и 7, выполненными телескопическими, состоящими из верхних головных частей, выполненных со ступенчатой цилиндрической поверхностью 27 и правой нижней подвижной части, выполненной из ползуна с хвостовиком 28, левой нижней подвижной части, выполненной из ползуна с хвостовиком 29, которые входят во взаимодействие с внешней поверхностью прямых участков верхних головных частей, со ступенчатой цилиндрической поверхностью 27 телескопических шатунов 7 и 8, последние в верхних головных частях 27 соединены со снабженными радиально-упорными подшипниками 22 и установлены для взаимодействия с правой полуосью 16 и левой полуосью 17, а ступенчатая цилиндрическая поверхность верхних головных частей 27 соединены для взаимодействия с копиром 19, который посредством двух снабженных крышек 25 и двух снабженных хомутов 26 жестко соединены с правой и левой полуосью 16, 17, при этом паз неподвижного копира 19 взаимодействует со снабженным подвижным роликом 21, соединенным со снабженной тягой 20 в верхней ее части, а нижняя часть тяги 20 присоединена к правому ползуну с хвостовиком 28 и левому ползуну с хвостовиком 29, к которым установлены соответственно педаль правая 9 и педаль левая 10, верхние головные части 27 телескопических шатунов правого 7 и левого 8, выполнены и с двумя опорными выступами 30 на фронтальной поверхности головной части 27, при этом правый 7 и левый 8 телескопические шатуны опорными выступами 30 связаны со снабженными кривошипами 23, посредством снабженных прижимов 24, при этом кривошипами 23 соединены бобышки 15, связанные с кронштейном 14, установленными диаметрально в основании зубчатого венца правой ведущей звездочки 5 и левой снабженной ведущей звездочки 13, последняя соединена снабженной левосторонней цепью 12 со снабженной левосторонней промежуточной звездочкой 34 снабженного промежуточного механизма 11, установленного на задних перьях 31 заднего колеса велосипеда, состоящего из снабженной рамки 32, связанной с промежуточным снабженным валом 33 на левом и правом концах которого установлены промежуточные звездочки 34, а правая ведущая звездочка 5 соединена правосторонней цепью 4 с промежуточной правосторонней звездочкой 34 и с ведомой звездочкой 6 заднего колеса велосипеда.
Работа педально-цепного привода по первому варианту заключается в том, что велосипедист, прикладывая попеременно силы на педали 9 и 10, приводит во вращение телескопические шатуны 7 и 8, которые верхними головными частями 14 и 15 входят в жесткое соединение с правым и левым концами вала 3, который вращается в трубе каретки 2, при этом в пазе копира 11, соединенного неподвижно с рамой 1 стяжками 18, 19, 20 и взаимодействующего с вращающейся правой, левой верхней головной частью 14, 15, при вращении телескопических шатунов 7 и 8 приводится в движение ролик 13, который через тягу 12 приводит в движение, по наружной поверхности прямого участка верхних головных частей 14 и 15, правую и левую подвижные части телескопических шатунов, выполненные из ползуна с хвостовиками 16 и 17, которые при движении увеличивают длину телескопических шатунов 7 и 8 в секторе от вертикально-нижнего положения до 35 градусов происходит плавное увеличение длины, от 35 до 325 градусов значение длины телескопических шатунов максимальное, от 325 до 360 градусов происходит плавный переход на начальную длину телескопических шатунов 7 и 8, которые в жестком соединении с соответствующими концами вала 3, вращающимся в трубе каретки 2, передают крутящий момент на ведущую звездочку 5, т.к. вращающаяся головная часть 14 правого телескопического шатуна 7 жестко соединена с ведущей звездочкой 5, которая через цепь 4 и ведомую звездочку 6 приводит во вращение заднее колесо велосипеда.
Работа педально-цепного привода по второму варианту заключается в том, что велосипедист, прикладывая попеременно силы на педали 9 и 10, приводит во вращение шатуны 7 и 8, которые головной частью 18 входят в соединение с радиально-упорными подшипниками 13, вращаясь на концах вала 3, который вращается в трубе каретки 2 рамы I, при этом два опорных выступа 19 в головной части 18, входящие в соединение с прижимами 15, кривошипами 14 и с бобышками 12 двуплечего рычага 11 и ведущей звездочки 5, передают крутящий момент через кривошипы 14 и через бобышки 12, жестко соединенные на краю плеч двуплечего рычага 11 и в основании зубчатого венца ведущей звездочки 5 жестко соединенных на валу 3, а ведущая звездочка 5 через цепь 4 приводит во вращение ведомую звездочку 6 заднего колеса велосипеда.
Работа педально-цепного привода по третьему варианту заключается в том, что велосипедист, прикладывая попеременно силы на педали 9 и 10, приводит во вращение телескопические шатуны правый 7 и левый 8, при этом в верхние правые и левые головные части 27 входят радиально-упорные подшипники 22 и вращаются на концах правой и левой полуосях 16 и 17, при этом в пазе копира 19, соединенного неподвижно крышкой 25 и хомутом 26 с правой и левой полуосями 16 и 17, и взаимодействующего с вращающейся верхней головной частью 27 телескопических шатунов 7 и 8, приводится в движение ролик 21, который через тягу 20 приводит в движение, по наружной поверхности прямого участка верхней головной части 27, правый и левый подвижные части телескопических шатунов 7 и 8, выполненные из ползунов с хвостовиками 28, 29, которые при движении увеличивают длину телескопических шатунов в спектре от вертикально-нижнего положения до 35 градусов происходит плавное увеличение длины, от 35 до 325 градусов значение длины телескопических шатунов максимально, от 325 до 360 градусов происходит плавный переход на начальную длину телескопических шатунов 7 и 8, которые при этом двумя опорными выступами 30 в головной части 27, входящими в соединение с прижимами 24 и с бобышками 15, взаимосвязанными с кронштейнами 14 правой ведущей звездочки 5 и левой ведущей звездочки 13, передают крутящий момент через кривошипы 23 на правую ведущую звездочку 5 и левую ведущую звездочку 13, последняя через левостороннюю цепь 12 и левостороннюю промежуточную ведомую звездочку 34 приводит во вращение промежуточный вал 33 с правосторонней промежуточной ведомой звездочкой 34, промежуточного механизма 11, а правая ведущая звездочка 5 через правостороннюю цепь 4 и правостороннюю промежуточную ведомую звездочку 34 приводит во вращение ведомую звездочку 6 заднего колеса велосипеда.
Предлагаемые варианты педально-цепного привода представляют собой конструкцию универсального применения и могут быть использованы в различных видах велотехники, - в подростковых велосипедах, тандемах или веломобилях.
Заявленное техническое решение позволяет повысить КПД педально-цепного привода, повышает комфортабельность перемещения и позволяет увеличивать скорость с меньшим усилием, прикладываемым велосипедистом. Технические преимущества данного решения, по сравнению с известным прототипом, обеспечивает повышение эффективности велотехники с использованием предлагаемых вариантов педально-цепного привода.
Промышленное освоение предполагается на территории Республики Мордовия, города Москвы, Пензы и Нижнего Новгорода.
Источники информации
1. Велосипеды. Общие технические условия ГОСТ Р 52111 - 2003
2. Велосипеды, каретки. Основные размеры и технические требования. ГОСТ 30001.2 - 93 (Черт.1, стр.2)
3. Велосипеды. Основные термины и определения. (Приложение 1) ОСТ 37.005.009-85