Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Зубчатые и цепные передачи

Зубчатые и цепные передачи

Зубчатые передачи которой происходит касание зубьев, называют начальной, или делительной окружностью (?>н.о) .

Рис 93 Зубчатые передачи которой происходит касание зубьев, называют начальной, или делительной окружностью (?>н.о) .

Отношение диаметров начальных окружностей большого к малому колесу называют п е-редаточным числом.

Так как число зубьев пропорционально диаметрам колес, передаточное число может быть определено как отношение числа зубьев колес.

Передаточным отношением называется отношение частот вращения ведущего и ведомого колес. Если передача идет с большего на меньшее колесо, то она является ускорительной, если наоборот, то замедляющей. Промежуток между двумя сосед-ными зубьями, называют впадиной. Наружную часть зуба, считая от начальной окружности, называют высотой головки зуба, а внутреннюю — высотой ножки.

Сумма этих величин определяет полную высоту зуба Н=Н^—+Я2. Толщиной зуба считается размер, измеренный по делительной окружности. Боковые стороны зубьев представляют собой правильную кривую поверхность, выполненную по эвольвенте и обеспечивающую касание зубьев без их защемления.

Суммарную величину толщины зуба и ширины впадины называют шагом Г зубчатого зацепления и определяют как произведение величины модуля и постоянного числа я, равного 3,14, т. е.

Все размеры зубьев определяют в зависимости от модуля зацепления т. Величина модуля, измеряемая в миллиметрах,

Толщина зуба в колесах с обработанными зубьями берется равной половине шага Т, при этом допуск на неточность изготовления всегда устанавливают в сторону уменьшения толщины зуба и увеличения ширины впадины.

В зубчатых колесах с нормальными зубьями высота головки Ні берется равной значению модуля; высота ножки зуба Я2 принимается несколько больше модуля — примерно 1,2 т. В результате при зацеплении зубьев они не встают в распор и обе спечивают радиальный зазор 0,2 т. Общая высота зуба Я при нормальном зацеплении

Диаметр начальной окружности равен произведению модуля на число зубьев, т. е. йя.=тг. Исключение составляет корре-гированное, т. е. исправленное зацепление, где соотношения эти несколько иные.

Диаметр колес, замеренный по наружной кромке зубьев, называют диаметром выступов, а диаметр, замеренный по углублению впадин, диаметром по впадинам. Наружный диаметр зубчатого колеса ?>ш или диаметр по зубу, равен, таким образом, Ян = Яи.о + 2 т.

Расстояние между центрами осей двух сцепленных колес называют межцентровым. Оно равно половине произведения модуля на суммарное количество зубьев обоих колес.

Значение всех этих основных величин во многом помогает определять основные данные зубчатых колес при сильном износе зубьев. Замерив, например, межцентровое расстояние и сосчитав количество зубьев шестерен, всегда можно определить величину модуля.

Замерив высоту зуба и зная, что эта высота должна быть равна 2,2 т, можно найти величину модуля. Значение модуля также можно проверить, разделив диаметр колеса по зубу на количество зубьев, увеличенное на два.

Цилиндрические передачи. Если на цилиндрической поверхности зубья колеса расположены параллельно его оси, то такие колеса называют колесами с прямым зубом, если же направление зубьев наклонное, то косозубыми. Встречаются колеса, в которых зубцы расположены в «елочку» — так называемые шевронные колеса. Сравнительно часто зубья выполняются по винтовой линии.

Все эти сложные направления зубьев предусматривают увеличение длины зуба и количества зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, благодаря чему передачи работают спокойнее и способны передавать большие усилия.

Конические передачи. Если в цилиндрической передаче толщина зуба одинакова по всей его длине, то в конических колесах толщина зуба уменьшается по мере приближения к оси колеса. Поэтому в конических колесах различают два модуля: большой, определяемый по большому диаметру, и малый, определяемый по малому диаметру колеса.

Угол между осевыми линиями двух сцепляющихся конических колес в большинстве случаев бывает равен 90°, однако он может быть как больше, так и меньше 90°.

Угол конической (поверхности, образуемый линией касания зубьев сцепленных конических колес, называют углом начального конуса.

Все основные понятия — модуль, шаг, начальная окружность, диаметры по зубу и по впадине, толщина зуба, ширина впадины и т. д. — в конических колесах аналогичны цилиндрическим колесам.

Червячная передача. Она состоит из червяка и червячного зубчатого колеса.

Червяк имеет вид цилиндрического тела, на поверхности которого сделана винтовая нарезка. Профиль нарезки представляет собой прямой зуб соответствующего модуля. Количество нарезок на одном червяке может быть различно; в зависимости от этого и червяки бывают одно-, двух- и многозаходные. По направлению винтовой нарезки червяки бывают с правой и с левой нарезкой. Червячное колесо имеет форму диска, на цилиндрической поверхности которого нарезаны винтовые зубья. Передаточным числом червячной передачи называется отношение числа зубьев колеса к числу заходов червяка. Так как количество заходов червяка во много раз меньше числа зубьев, то червячная передача имеет большое передаточное число.

Величина угла наклона винтовой нарезки червяка имеет большое значение в работе передачи. Если угол наклона невелик и не выходит за пределы 4-5°, то червячная передача обладает свойством самоторможения. Самотормозящая передача допускает движение лишь при условии, что ведущим элементом будет червяк, а ведомым — червячное колесо. Заставить вращаться червяк посредством вращения колеса в этом случае не представляется возможным. Благодаря этому ценному свойству самотормозящая червячная передача нашла широкое распространение в механизмах крана, преимущественно в механизмах подъема стрелы, однако это не исключает необходимости тормоза.

Читайте так же:
Как настроить резак с пропаном и кислородом

При большом угле наклона винтовой нарезки червяка червячная передача теряет свойство самоторможения и допускает передачу в обратном направлении, т. е. передачу, когда ведущим элементом является колесо, а ведомым — червяк.

В этом случае получается ускорительная передача с большим передаточным числом.

Материалом для червяка чаще всего служит сталь, а для червячных колес — бронза, чугун, а в отдельных случаях и неметаллические материалы — текстолит и другие специальные пластмассы.

В процессе работы червячных передач возникают большие силы трения на рабочих поверхностях, поэтому до избежание зади-ров поверхности соприкосновения должны быть тщательно обработаны и хорошо смазаны. Термическая обработка, шлифовка рабочих поверхностей, хорошая их смазка — все это значительно улучшает условия работы передачи, снижает износ зубьев, удлиняет срок работы червячной передачи.

Цепные передачи. Предназначены для передачи движения между параллельными валами, отстоящими друг от друга на значительном расстоянии. Цепная передача осуществляется ведущей и ведомой звездочками с помощью третьего элемента — цепи. Звездочка, передающая движение, называется ведущей, а звездочка, воспринимающая движение, — ведомой.

Передаточным отношением в цепной передаче является отношение числа зубцов ведущей звездочки к числу зубцов ведомой, при этом передача может быть как замедлительной, так и ускорительной. В отличие от зубчатой в цепной передаче обе соединенные цепью звездочки вращаются в одну и ту же сторону.

Исходным размером для цепей является величина шага цепи, т. е. расстояние между осями двух соседних втулок; в зависимости от этого устанавливаются остальные размеры цели. В качестве приводных наиболее часто применяются втулочно-роликовые цепи (рис. 95).

Они состоят из наружных звеньев: двух пластин 1, в отверстиях которых впрессованы валики 2, и внутренних звеньев пластин 3, в отверстиях которых впрессованы втулки 4.

На втулку внутреннего звена свободно садится ролик 5, воспринимающий усилия от зубьев звездочек. При соединении наружных и внутренних звеньев образуется цепь с хорошими и прочными шарнирными соединениями. Аналогичные цепи, но без роликов, носят название втулочных цепей.

При передаче больших усилий применяют цепи двухрядные и многорядные. В целях предохранения от быстрого износа цепи должны быть хорошо смазаны. В быстроходных передачах цепи заключаются в кожуха и смазка подается непрерывно от специальных смазочных устройств — капельных и приводных масленок.

Для нормальной работы цепи звездочки должны быть расположены в одной плоскости, а цепь, в особенности при большом межцентровом расстоянии, должна иметь надлежащее натяжение. Натяжение цепи достигается постановкой специальных натяжных звездочек или посадкой одной из звездочек на перемещающуюся ось.

8.4: Передаточное отношение

Передачи используются не только для передачи мощности, но также для обеспечения возможности настройки механического преимущества для механизма. Как обсуждалось во введении к данному блоку, в некоторых случаях электромотор сам по себе обладает достаточной мощностью для выполнения конкретной задачи, но выходные характеристики электромотора не соответствуют требованиям. Электромотор, который вращается ОЧЕНЬ быстро, но при очень малом крутящем моменте , не подходит для подъема тяжелого груза. В таких случаях возникает необходимость использования передаточного отношения для изменения выходных характеристик и создания баланса крутящего момента и скорости.

Представьте себе велосипед: велосипедист обладает ограниченной мощностью, и хочет обеспечить максимальное использование этой мощности в любой момент времени.

Путем изменения механического преимущества изменяется скорость движения. Мощность представляет собой количество проделанной работы в единицу времени. Чем больше количество работы. тем ниже скорость ее выполнения.

В примере 8.1 показано, что если на стороне входа рычаг сместится на 1 метр, на стороне выхода рычаг сместится на 4 метра. Разница пропорциональна соотношению между длинами рычагов.

Длина на выходе / Длина на входе = 8 / 2 = 4

Интересно то, что оба расстояния преодолеваются за одно и то же время. Давайте представим, что смещение рычага на входе на 1 метр происходит за 1 секунду, так что скорость движения на входе составляет 1 метр в секунду. В то же время, на выходе смещение на 4 метра также происходит за 1 секунду, так что скорость движения здесь составляет 8 метров в секунду. Скорость на выходе БОЛЬШЕ скорости на входе за счет соотношения между длинами рычагов.

В примере 8.2 представлена та же система, что и в примере 8.1, но теперь на вход действует сила, равная 4 ньютонам. Какова равнодействующая сила на выходе?

Прежде всего, необходимо рассчитать приложенный момент в центре вращения, вызванный входной силой, с помощью формул из Блока 7:

Крутящий момент = Сила х Расстояние от центра гравитации = 4 Н х 2 м = 8 Н-м

Далее, необходимо рассчитать равнодействующую силу на выходе:

Сила = Крутящий момент / Расстояние = 8 Н-м / 8 м = 1 ньютон

Глядя на эти два примера, мы видим, что если система смещается на 1 метр под действием входной силы, равной 4 ньютона, то на выходе она сместится на 4 метра под действием силы, равной 1 ньютон. При меньшей силе рычаг смещается быстрее!

Мы можем видеть, как механическое преимущество (выраженное в форме рычагов) может быть использовано для управления входной силой в целях получения требуемого выхода. Передачи работают по тому же принципу.

Цилиндрическая прямозубая шестерня по сути представляет собой серию рычагов. Чем больше диаметр шестерни, тем длиннее рычаг.

Читайте так же:
Как сплести из резинок 3д сову схема

Как видно из примера 8.3, результатом крутящего момента, приложенного к первой шестерне, является линейная сила, возникающая на кончиках ее зубьев. Эта же сила воздействует на кончики зубьев шестерни, с которой зацепляется первая шестерня, заставляя вторую вращаться по действием крутящего момента. Диаметры шестерен становятся длиной рычагов, при этом изменение крутящего момента равносильно соотношению диаметров. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, крутящий момент увеличивается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, крутящий момент уменьшается.

В примере 8.4, если входная 36-зубая шестерня поворачивается на расстояние одного зуба (d = ширина 1 зуба), это означает, что она поворачивается на 1/36-ю своего полного оборота (а1 = 360 / 36 = 10 градусов). Поворачиваясь, она приводит в движение 60-зубую шестерню, заставляя последнюю смещаться также на 1 зуб. Тем не менее, для 60-зубой шестерни это означает смещение всего лишь на 1/60-ю полного оборота (а2 = 360 / 60 = 6 градусов).

Когда малая шестерня проходит определенное расстояние в заданный интервал времени, большая шестерня при этом проходить меньшее расстояние. Это означает, что большая шестерня вращается медленнее малой. Этот принцип работает в обоих направлениях. Если малые шестерни приводят в движение больше шестерни, скорость понижается. Если большие шестерни приводят в движение малые шестерни, скорость повышается.

Из примеров 8.1 — 8.4 видно, что отношение между размерами двух зацепляющихся между собой шестерен пропорционально изменению крутящего момента и скорости между ними. Это называется передаточным числом.

Как обсуждалось выше, количество зубьев шестерни прямо пропорционально ее диаметру, поэтому для расчета передаточного отношения вместо диаметра можно просто считать зубья.

Передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), поэтому представленная выше пара шестерен может быть описана как 12:60 (или 36 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = зубья ведомой шестерни / зубья ведущей шестерни = 60/36 = 1,67

Как обсуждалось выше, передаточное отношение выражается как (зубья ведущей шестерни) : (зубья ведомой шестерни), так что пара шестерен, представленная выше, может быть выражена как 12:60 (или 12 к 60).

Передаточное число рассчитывается по формуле (зубья ведомой шестерни) / (зубья ведущей шестерни)

Поэтому передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 60/12 = 5

Глядя на пример, представленный выше.

Предельный перегрузочный момент второго вала может быть рассчитан по формуле:

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число

Выходной момент = 1,5 Н-м х 5 = 7,5 Н-м

Свободная скорость второго вала может быть рассчитана по формуле:

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 5 = 20 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 20 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 7,5 Н-м. При понижении скорости крутящий момент увеличивается.

Для второго примера расчеты могут быть произведены тем же способом.

Передаточное число = Зубья ведомой шестерни / Зубья ведущей шестерни = 12/60 = 0,2

Выходной момент = Входной момент х Передаточное число = 1,5 Н-м х 0,2 = 0,3 Н-м

Выходная скорость = Входная скорость / Передаточное число = 100 об/мин / 0,2 = 500 об/мин

Второй вал, таким образом, вращается со свободной скоростью 500 об/мин, при этом предельный перегрузочный момент равен 0,3 Н-м. При повышении скорости крутящий момент уменьшается.

Педально-цепной привод

Современный педально-цепной привод появился на велосипеде в 1869 году. До этого существовал только ножной привод, когда велосипедист, сидя в седле, отталкивался ногами от земли. В 1821 году появился педальный привод. Англичанин Луи Гомпертс впервые установил педали на переднем колесе. С тех пор было множество попыток придумать другой вариант привода.

Из более или менее успешных можно назвать кривошипно-шатунный привод — как на паровозе, но с педалями, шотландского механика Киркпатрика МакМиллана — 1834-1836 годы. Имеется конструкция карданного двухскоростного привода немецкой фирмы Durkopp, разработанного в 1927 году. Такие приводы делали фирмы Express и Brennabor. Попытки продолжаются, но педально-цепной продолжает «царствовать», и конца этому пока не видно.

  • как говорят ученые механики, «цепной привод имеет малую податливость»; на обычном языке это означает, что привод достаточно жесткий, и не надо тратить лишних усилий, гнуть или растягивать механизм, дабы раскрутить заднее колесо;
  • привод прочный — можно прилагать большие усилия к педалям, не рискуя его сломать;
  • у привода высокий КПД,то есть малы потери;
  • у цепи хорошая равномерность хода;
  • цепь может работать с большим продольным перекосом и легко переключаться во всем имеющемся диапазоне передач, что важно для многоскоростных велосипедов.

К сожалению, есть и недостатки. Это достаточно интенсивный износ цепи и звездочек, и необходимость в их частом и тщательном обслуживании — мытье, чистке и смазывании. При этом большой перекос цепи и необходимость уменьшать высоту зубьев на звездочках для облегчения переключения передач значительно ускоряют износ и сокращают срок службы привода. Регулярно приходится менять цепь, ведущие и ведомые звездочки (систему и кассету) и ролики на заднем переключателе, который тоже не вечен, через 2-4 года разбалтывается и нуждается в замене. Несколько облегчить жизнь байкерам может привод, где цепь всегда прямая, как на односкоростных велосипедах, или работает с небольшим перекосом. И такие конструкции есть! Прежде всего, это привода с планетарными втулками со внутренним переключением передач. Они находят достаточно широкое применение (см. раздел «Планетарные втулки»). Или вариант с коробкой передач, которая могла быть встроена в систему, но чаще размещалась в кареточном узле. Последний вариант оказался наиболее успешным.

Читайте так же:
Как прозвонить провода в авто

В 1935 г. немецкая фирма Adler начала выпуск трехскоростной коробки передач в кареточном узле. По конструкции она напоминала коробку передач легкого мотоцикла. Рычаг переключения передач располагался на нижней наклонной трубе рамы, рядом с рулевой трубой. В те же годы фирмы Wanderer, Brennabor, Bismark и Rappa делали велосипеды с двухскоростными коробками передач, также расположенными в каретке. Идея сия не канула в лету. Современная немецкая компания Nicolai предложила свое решение этой проблемы — G-Boxx. У велосипеда Nukleon TFR планетарная втулка объединена в один блок с кареточным узлом. По утверждению фирмы, в принципе все проблемы решены, — подождем испытаний.

Состав привода

Педали, шатуны со звездочками (система), каретка, передний переключатель. А также цепь, кассета или трещотка, задний переключатель, втулка, колесо и велокомпьютер.

А почему, спрашивается, велокомпьютер? Да очень просто. Как уже было сообщено выше, элементы привода приходится менять. Время замены можно определить по износу — существуют разные методы определения износа цепи и звездочек. А можно поступить проще. Примерно зная, сколько ходят цепь и звездочки (это расстояние определяется по компьютеру), можно определить время, когда их необходимо менять.

  • цепь в осенне-зимне-весенний период ходит не более 1800-1900 км. В летний сезон — до 2200 км. Хорошие и дорогие цепи при тщательном уходе и катании летом в основном по асфальту могут пройти 4000-5000 км, не повредив существенно звезды и кассету;
  • система. Большая (44Т или42Т) и малая (22Т) алюминиевые звезды-24000-26000 км. Средняя (32Т, 34Т) — 9000-12000 км. (Обозначение: Т- количество зубьев на звезде). Стальные звезды ходят больше на 30-50%.
  • кассета служит 8000-10000 км при замене цепей. Если цепь не менять, то ее хватит на 3000-6000 км.

Есть еще одно верное правило: если новая цепь начинает резво и, что важно, при легкой нагрузке проскакивать (пощелкивать), то звезду пора менять или протачивать. Если щелчки довольно редкие, то есть шанс, что цепь приработается, но лучше не рисковать.

Характеристики привода

Количество передач. В широких веломассах чаще говорят «количество скоростей», что, в общем-то, понятно, но не совсем верно. Система обычно имеет 1-3 звезды, а кассета (трещотка) — 6-10 звезд. Для байков и гибридов мы имеем: 3×6=18, 3×7=21, 3×8=24, 3×9=27 или 3×10=30 передач соответственно. Тридцать передач используются в шоссейных группах. В приводах с количеством передач 18, 21 и 24 совместимость и взаимозаменяемость компонентов очень даже ничего, и не вызывает особых проблем. Можно переставлять цепи, кассеты, системы и переключатели и добиваться если не идеальной, то достаточно адекватной работы.

Манетку (шифтер) на 8 передач можно состыковать с 6-й или 7-й кассетой и, ослабляя трос, убрать одну-две «лишние» передачи. Можно при необходимости поставить манетку на 7 скоростей с 8-й кассетой, «пожертвовав» одной передачей, верхней или нижней, по вашему усмотрению. Приводы на 27 и 30 передач дают больше возможностей в подборе частоты вращения и нагрузки на педали, но взаимозаменяемость их весьма ограничена, особенно с более низкими группами. Разрабатывались они для соревнований и гонок, а посему и изнашиваются несколько быстрее.

Второе соображение — цена. Оснащение велосипеда «по кругу» на 27 или 30 передач стоит уже очень конкретных и весомых денег, замены звезд, цепей и кассет стоят дороже. Кроме того, для неспортивного катания совсем не обязательно иметь очень много передач. Необходимо заметить, что общий тренд благоприятен — с каждым годом за «пригоршню долларов» можно купить «все больше и больше байка», а новейшие разработки постепенно опускаются в нижние группы оборудования. Вполне возможно, что лет через пять-семь 30 передач станут нормой в группах Alivio и Deore.

Диапазон передач

Определяется набором ведущих и ведомых звездочек. Стандарт для байков среднего и верхнего ценового диапазона:

Ведущие звезды: 44Т(42Т)-32Т-22Т.

Ведомые (кассета): 11Т-30Т (32Т) (Т — количество зубьев на звезде).

Диапазон считаем в процентах. 44/11=4; 22/30=0,7333; (4/0,7333) х 100%=545% (581%, если есть ведомая звезда 32 зуба).

Общая формула подсчета диапазона:

Чем больше диапазон, тем больше возможность привода создавать тяговое усилие в сложных условиях. Обратим внимание на результат деления i=Zl/Z2 — числа зубьев ведущей звезды, на число зубьев ведомой. Если он больше единицы, 44/11=4, то передача повышающая; если меньше, 22/30=0,7333, то понижающая, а если равен единице, 32/32=1, то нейтральная — именно эта передача используется довольно редко. Значение i=Zl/Z2 называется передаточным числом (см. ниже). Всегда полезно иметь 2-3 понижающих передачи — для гор, крутых подъемов, песчаных грунтов и грязи, когда необходима большая тяга. Повышающие передачи нужны для поддержания высокой скорости на хорошей дороге, шоссе и пологих спусках.

Передаточное число, шаг, укладка

С передаточным числом мы уже знакомы, i=Z1/Z2, где Z: — количество зубьев ведущей звездочки (система), Z2 — количество зубьев ведомой звездочки (кассета, трещотка). Передаточное число может меняться приблизительно от 0,6 до 5,1, но само по себе это число мало что говорит о велосипеде.

Читайте так же:
Как вязать сети вручную

Традиционным и более информативным считается параметр k=Di=D(Z1/Z2), где D — диаметр колеса в дюймах. Параметр к называют шагом велосипеда. Он показывает, сколько диаметров заднего колеса (в дюймах) соответствует одному обороту шатунов. Существуют десятилетиями отработанные рекомендации по подбору шага велосипеда для разных стилей катания. Например, для велосипеда с колесом 27 дюймов (0,686 м) см. табл.

Стиль катания и подбор шага велосипеда

Для женщин рекомендуется уменьшить шаг на 10 -15%, а для детей -на 35-40%. Не составляет труда пересчитать шаг, если у велосипеда размер колеса 26 или 24 дюйма и большой диапазон передач. Например, для байка с колесом 26 дюймов максимальное передаточное число iмах=44/11=4, максимальный шаг кмах=26×4=104 дм; iмин=22/30=0,7333; минимальный шаг кмин=26х0,7333=19,07 дм. Таким образом, у «приличного» байка и возможности весьма впечатляющие. А для шоссейного велосипеда с колесом 27 дюймов, ведущими звездочками 56Т-46Т и ведомыми 13Т-25Т, максимальный шаг к=116,3 дм, а минимальный к =49,7 дм. Отсюда сразу можно сделать вывод, что шоссейный велосипед можно разогнать до гораздо большей скорости, зато в крутую горку легче забираться на байке.

Укладка — еще одна традиционная и весьма наглядная характеристика привода велосипеда. Она показывает, сколько метров проедет байк за один оборот шатунов. Считается она просто: L=πDi=πD(ZJ/Z2), где π=3,14 (число «пи»), a D — диаметр колеса, но уже в метрах. И укладка получается в метрах. При этом, как хорошо известно, произведение πD равно длине окружности колеса. Для байка с колесом в 26 дюймов (0,66 м) и без учета «прожатия» шины длина окружности колеса приблизительно равна 2,1 метра. Более точно длину окружности колеса легко померить самостоятельно рулеткой. Теперь легко составить таблицу укладок своего байка. Для наглядности возьмем 24 передачи и стандартный набор звезд.

Таблица укладок байка

Посмотрим на таблицу укладок более пристально. Само собой разумеется, что некоторые значения в ней не работают, их лучше избегать, например, 44/30, 44/24, 22/11, 22/13, 22/15, 32/30. Дляпередач 44/11 и 44/13 разница в укладках получается непомерно большой: 8,4-7,11=1,29 м — «метр с кепкой», что очень невыгодно. При переходе на более высокую передачу приходится раскручиваться почти с нуля. Это приемлемо на спуске, но плохо на ровной дороге или на легком подъеме. Если разница между передачами получается меньше, чем 0,15-0,12 м, то ее уже трудно почувствовать. В данной таблице таких значений нет. Удобно, когда разница в укладках находится в диапазоне 0,3-0,6 метра. Но это общая рекомендация.

Оптимальный набор передач имеет смысл подбирать индивидуально и самостоятельно, руководствуясь простым лозунгом: «Не делайте из кассет культа!». Ибо что такое кассета? Это всего лишь набор стальных шестеренок, скрепленных болтиками или заклепками. Исключение, как всегда, составляют кассеты XTR, XT и Dura Асе, где часть звезд установлены на алюминиевых венцах. А с обычными кассетами все легко. Болтики можно открутить, заклепки спилить, и если у вас есть различные шестеренки, вы можете собрать кассету по своему вкусу. Вот пара-другая простых советов. Не стоит уменьшать диапазон передач, за исключением долгих путешествий и марафонов по ровному асфальту; в этом случае выгодно собрать кассету с «плотным» набором повышающих передач: 11Т-12Т-13Т, а далее через зуб. Для зимы, грязи, гор лучше иметь максимальную плотность набора в зоне нейтральных и понижающих передач и без всякого стеснения поставить большую звезду 34Т (если позволяет задний переключатель). При этом следует учитывать, что чем больше звездочек на кассете, тем они тоньше.

Пластиковые проставки между звездочками бывают разной толщины, а высота кассеты должна соответствовать высоте шлицевого барабана на задней втулке, иначе кассета не уместится или будет «хлябать» и плохо переключаться. Ведущие звезды на системе также можно подбирать под трассу или стиль катания. Для большей тяги, для езды в горах или по грязи можно поставить малую звезду не 22Т, а 20Т, большую звезду 44Т заменить на 40Т или даже 38Т. И наоборот, для асфальта лучше поставить набор 46Т-36Т-26Т (34Т-24Т).

Относительный шаг велосипеда

Для более полного учета всех параметров привода вводится безразмерная характеристика «относительный шаг велосипеда», которая включает в себя длину шатуна 1, диаметр шины d, диаметр обода Do, деформацию шины h под действием нагрузки. Относительный шаг велосипеда Lo равен отношению укладки к длине окружности, которую описывает ось педали.

где D — эффективный диаметр колеса. Если толщину и деформацию шины не учитывать, то D=0,686 м для колеса в 27 дм и D=0,66 м для колеса в 26 дм. Самые ходовые шатуны имеют длины 170 мм и 175 мм — отличие всего в 3%. Для примера посмотрим значения Lo для этих длин шатунов, колеса диаметром 0,66 м, стандартной кассеты и ведущей звезды 44Т.

Как видно из таблицы, относительный шаг меняется на сравнительно небольшую величину: от 0,08 до 0,22 при изменении длины шатунов. Но даже такое изменение может быть весьма ощутимо и чувствительно при длительных поездках с большой нагрузкой. О влиянии длины шатунов на посадку и работу ног велосипедиста уже говорилось в соответствующей главе. Относительный шаг дает возможность оценить влияние длины шатунов более подробно и отчетливо. С более длинными шатунами относительный шаг меньше, следовательно, легче разгонять байк, меньше усилий надо прикладывать к педалям. С такими шатунами проще при тех же передачах карабкаться в гору, форсировать грязевой или песчаный участок. Короткие шатуны, с другой стороны, облегчают темповое педалирование с частотой 95-115 об/мин по асфальту и 70-90 об/мин по грунту. Кстати, байкерам небольшого роста с короткими конечностями, легче приспособиться к темповому педалированию — «войти в резонанс», чем высоким байкерам, для которых предпочтительно более спокойное вращение педалей.

Читайте так же:
Как выбрать гидравлический домкрат для автомобиля

Как рассчитать диаметр цепочки из числа зубьев?

Просто зная количество зубьев на цепочке, можно ли определить точный диаметр?

Цепочка — это n-сторонний правильный многоугольник, где n — количество зубьев. Длина стороны s многоугольника — это расстояние от вершины до конца каждого зубца звена.

Используя zenbike 12,75 мм выше для s , мы получаем 107,61 для радиуса или 215,22 мм для диаметра, что очень близко к его приближению.

Сравнение двух формул показывает, что длина члена, как и ожидалось, может быть исключена. Это оставляет нас с:

1 / грех ( пи / н ) против н / пи

Для больших n эти члены сходятся, внося ошибку всего 0,12 мм при n = 53. Это немного больше, поскольку n становится меньше, отличаясь на 0,64 мм для n = 11.

Для всех практических целей я бы просто использовал s * n / pi , даже для самого маленького винтика, который вы встретите, он будет в пределах миллиметра.

Если вы знаете только шаг цепи (стандартно для большинства велосипедов) и количество зубьев, то вы можете полностью описать круг (и n-gon) только через центры пальцев . Я сделаю все возможное, чтобы сделать математические формулы в удобочитаемом виде с текстом, но я полностью опишу каждый из четырех кругов / н-гонов:

Цепочки кругов

n = количество зубов

L = шаг цепи (длина звена) (12,7 мм для большинства велосипедов)

См. Ниже размеры долины, валика и зуба. Обратите внимание, что зубные вершины могут различаться у разных производителей и будут меняться в течение всего срока службы кольца Альтернативный метод в нижней части, вероятно, самый простой метод для использования для очистки кадра.

Поскольку вы знаете, что шаг цепи (1/2 «или 12,7 мм — это цепь из 40 серий, обычно используемая на велосипеде), шпильки будут образовывать обычный n-угольник (многоугольник с n-сторонами равной длины). с каждой стороной, равной 12,7 мм. Формула для периметра этого n-гон довольно проста (ниже) и будет хорошо для большинства приближений. Обратите внимание, что это также равно длине цепи, которая будет обернута вокруг кольцо (цепь будет следовать за н-гон, а не круг).

Периметр н-гона, сделанный центрами булавки

Периметр н-гон = L * n = 12,7 * n мм

Однако описать окружность через центры штифтов не совсем точно . Более точные формулы приведены ниже:

Обведите через центры контактов

длина окружности = pi * L / (sin (180 / n)) = 39,8982 / (sin (180 / n)) мм

радиус = L / (2 sin (180 / n)) = 6,35 / sin (180 / n) мм = ‘pcRad’ (радиус центра пальца)

диаметр = L / sin (180 / n) = 12,7 / sin (180 / n) мм = ‘pcD’ (диаметр центра пальца)

Теперь нам понадобится дополнительная информация, чтобы описать два связанных круга / н-гона:

Для полов долины и вершин роликов нам необходимо знать радиус или диаметр роликов цепи вокруг штифта. Согласно http://en.wikipedia.org/wiki/Roller_chain , цепь серии 40 имеет диаметр ролика 0,312 «(7,92 мм). Поскольку расстояние от центра булавки до дна долины равно радиусу ролик:

Круг / н-гон о долинах дна

rRad = радиус ролика (3,96 мм для большинства велосипедов)

Периметр n-угольных долин = 2 * n * (pcRad — rRad) * sin (180 / n)

= 2n * (pcRad — 3,96) * sin (180 / n) мм

floorRadius = pcRad — rRad = pcRad — 3,96 мм

floorDiameter = 2 * fRad = pcD — 2 * rRad = pcD — 7,92 мм

Круг / н-г вершин роликов цепи

Периметр n-gon роликовых вершин = 2 * n * (pcRad + rRad) * sin (180 / n)

= 2n * (pcRad + 3,96) * sin (180 / n) мм

rollerTopRadius = pcRad + rRad = pcRad + 3,96 мм

rollerTopDiameter = 2 * rtRad = pcD + 2 * rRad = pcD + 7,92 мм

rollerTopCircumference = pi * rtD = pi * (pcD + 2 * rRad) = pi * (pcD + 7.92) мм

Теперь, чтобы описать последний круг / n-гон, нам нужна высота зуба над центрами штифтов. Я ожидаю, что это будет положительным на новом кольце цепи и отрицательным на изношенном:

Круг / н-гон кончиков зуба

t = высота кончика зуба над центрами штифтов (отрицательная, если ниже)

Периметр n-уг зубных вершин = 2 * n * (pcRad + t) * sin (180 / n)

tipRadius = pcRad + t

tipDiameter = 2 * tRad = pcD + 2 * t

tipCircumference = pi * tD = pi * (pcD + 2 * t)

В качестве альтернативы, чтобы сделать это вычисление немного проще (но немного менее точным на изношенном кольце цепи), вы можете измерить свой собственный интервал между зубами. В идеале они должны быть немного длиннее шага цепи, но это изменится по мере износа цепи:

Круг / н-гон кончиков зуба — альтернативный

tSpacing = среднее расстояние между кончиками зубов

Периметр n-gon кончиков зубьев = n * tSpacing

tipRadius = tSpacing / (2 sin (180 / n))

tipDiameter = 2 * tRad = tSpacing / sin (180 / n)

tipCircumference = pi * tD = pi * tSpacing / (sin (180 / n))

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector