Какой передаточный механизм используется в велосипеде

Велосипедная трансмиссия

Велосипедная трансмиссия. Велосипед содержит трансмиссию, которая передаёт усилие от ног человека к колесу. Трансмиссия бывает нескольких видов, но в подавляющем большинстве случаев используется цепная передача.

Содержание

Велосипедная цепь предназначена для передачи, по возможности с малыми потерями, крутящего момента с ведущей звездочки велосипеда на ведомую. При этом степень эффективности цепи может составлять до 98 %. Цепь может также быть частью переключателя скоростей.

Конструкция цепи

Велосипедные цепи различаются шириной и расстоянием между осями (пинами) скрепляющими звенья цепи. Ширину цепи определяет количество ведомых звездочек на кассете следующим образом:

Количество звезд в кассете Ширина цепи, мм
1 8.7 — 11.0
4-5 8.7
6 7.8
7 7.3
8 7.1
9 6.6
10 6.2
11 5.5

Обслуживание цепи

Цепь необходимо периодически промывать, смазывать, а каждые несколько тысяч километров — менять, так как в процессе эксплуатации цепь растягивается, а диаметр звездочек уменьшается из-за износа и при работе цепь начинает «наезжать» на зуб. Показателем того, что цепь надо заменить, является удлинение её на 0,5 %. Если под рукой нет специальных измерительных инструментов, оценить степень износа цепи можно, установив цепь на большую ведущую звезду,обнимая ею всю звезду, зажав с одной стороны рукой, и попробовав другой рукой с противоположной стороны звезды оттянуть цепь от зубьев. Если освобождается более 3-4 зубьев (или цепь оттягивается на высоту более половины зуба от верхушки зуба под пальцами), то цепь (или звездочка) считается критически изношенной. Ещё один хороший метод измерить износ цепи: измерить длину 24 звеньев в центрах оси. Если это значение равно 304.8 мм или 1 футу, то цепь считается не изношенной. Если её длина увеличилась на 3-4 мм, то цепь считается изношенной и подлежит замене. Многоскоростным системам необходима цепь с повышенной поперечной гибкостью.

Переключатель скоростей

Переключатель скоростей — часть трансмиссии, предназначенная для изменения частоты вращения и крутящего момента. Переключение передач управляется ручкой переключения.

В простейшем случае велосипед имеет фиксированную передачу, однако при вращении педалей максимальную мощность человек развивает в достаточно узком диапазоне частот вращения(80-100 полных оборотов в минуту). Переключение скоростей изменяет передаточное число и позволяет получать оптимальные частоты вращения педалей(каденс) на разных скоростях движения велосипеда, поэтому многие велосипеды оборудованы такими механизмами переключения.

Иные виды трансмиссии

Кроме цепной передачи, существуют также другие виды трансмиссии велосипеда.

  • Прямая передача. Педали фиксируются непосредственно к втулке ведущего колеса, один оборот педалей соответствует одному обороту колеса. Такой вид передачи использовался на ранних моделях велосипедов, например пенни-фартинг, а также используется на детских трёхколесных велосипедах (трициклах) и одноколёсных моноциклах.
  • Зубчатая передача. Крутящий момент передаётся посредством ряда зубчатых шестерней. Такой вид трансмиссии также использовался на ранних велосипедах.
  • Вальная передача. Передача крутящего момента происходит через вращающийся вал.
  • Ременная передача. Крутящий момент передаётся с помощью шевронного ремня. Преимущества: в отличие от цепи не пачкается, не требует смазки, более долговечен. Недостатки — только планетарные механизмы переключения поддерживаются в данный момент. Требуется рама c разъемным задним дропаутом или пером (ремни неразъемны).
  • Гидравлическая передача. Передача крутящего момента от кареточного узла к колесу происходит через гидравлическую систему.

См. также

  • Цепная передача
  • Приводная цепь
  • Планетарный механизм
  • Велосипед с валовой передачей

Ссылки

  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Wikimedia Foundation . 2010 .

  • Велосипедист
  • Велосипедная форма

Смотреть что такое «Велосипедная трансмиссия» в других словарях:

Трансмиссия — получить на Академике актуальный промокод на скидку Карвильшоп или выгодно трансмиссия купить с дисконтом на распродаже в Карвильшоп

Велосипедная вилка — Велосипедная вилка часть велосипеда, удерживающая переднее колесо и обеспечивающая возможность менять направление езды во время движения. Выполняется из различных материалов ( … Википедия

Велосипедная цепь — Велосипедная трансмиссия. Велосипед как и любое транспортное средство содержит трансмиссию, которая передаёт усилие от ног человека к колесу. Трансмиссия бывает нескольких видов, но в подавляющем большинстве случаев используется цепная передача.… … Википедия

Велосипедная рулевая колонка — Рулевая с игольчатыми подшипниками … Википедия

Велосипед — Привод Мускульная сила водителя П … Википедия

Велосипед с вальным приводом — Велосипед Dynamic «Runabout» с вальным приводом компании Sussex Велосипед с вальным приводом класс велосипедов в которых для передачи крутящего момента от … Википедия

Велик — Велосипед Привод Мускульная сила водителя Период с середины XIX века Скорость 268 км/ч на ровной поверхности в воздушном колоколе (рекорд)[1] Область применения … Википедия

Велосипеды — Велосипед Привод Мускульная сила водителя Период с середины XIX века Скорость 268 км/ч на ровной поверхности в воздушном колоколе (рекорд)[1] Область применения … Википедия

Костотряс — Велосипед Привод Мускульная сила водителя Период с середины XIX века Скорость 268 км/ч на ровной поверхности в воздушном колоколе (рекорд)[1] Область применения … Википедия

Оборудование велосипеда — Оборудование велосипеда набор компонентов, из которых состоит велосипед. Включает в себя компоненты трансмиссии (шатуны, кассета, переключатели, цепи, манетки), компоненты колёс (обода, втулки, спицы), покрышки, элементы подвески… … Википедия

Велосипедное колесо — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей. Велосипедное колесо часть оборудования велосипеда, сбалансированная конструкция, состоящая в общем случае и … Википедия

Системы переключения передач для велосипедов.

Многие думают, что велосипед-это достаточно простой набор механизмов, да это так, однако далеко не все велосипеды и их узлы можно назвать «примитивными». Рассмотрим систему переключения передач.
Оптимальная эффективность педалирования, скорость педалирования и еще куча параметров.
Все это регулируется при помощи механизма переключения передач. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента, способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на всех типах великов: от городских и трюковых до шоссейников и «маунти-байков».
Переключатели скоростей на велосипеде делятся на три основных вида:
— с внешним механизмом;- с внутренним механизмом;- комбинированные (сейчас почти не используются и составляют всего 1,5% от общей массы из-за дороговизны и сложности изготовления)
Переключатель с внешним механизмом
Чаще всего на велосипедах применяют внешние переключатели: передний и задний.
Передний. Его работа состоит в том, чтобы перебрасывать цепь с одной звезды на другую. Параллелограммный механизм перемещает рамку, через которую проходит цепь. При переключении на другую скорость рамка перемещается и располагается над необходимой звездой, после чего цепь тоже перескакивает на неё. Передние переключатели различают по характеристикам:
1. По способу крепления к раме: на хомутах к подседельной трубе, braze on(в специальную скобу на раме, болтом) или к каретке на кронштейне.2. По способу крепления троса: сверху или снизу.3. По углу установки на раму.4. По типу велосипеда, на который они устанавливаются: для шоссейных и горных велосипедов выпускают отдельные системы5. По шагу: размер рабочей части троса от меньшей звезды к большей.6. По максимальному размеру самой большой звезды.7. По ёмкости: разница между размером наибольшей и наименьшей звёздами в кассете.
Задний. Принцип работы и функции заднего переключателя такие же, как и у переднего – перебрасывать цепь с одной звезды на другую. Но, в отличии от переднего, где максимум 3 звезды, на заднем их количество на кассете доходит до 11-ти. Дополнительная функция у него – это натяжение цепи.По своим характеристикам задние переключатели делятся на виды:
1. По типу велосипеда, на который они устанавливаются: для шоссейных и горных велосипедов выпускают отдельные системы2. По шагу: размер рабочей части троса от меньшей звезды к большей.3. По максимальному размеру самой большой звезды.4. По ёмкости: разница между размером наибольшей и наименьшей звёздами в кассете.5. По типу крепления: на съёмном или несъемном петухе, под гайку или на болте6. По типу тяги: с прямой тягой трос перебрасывает цепь на большие звёзды, а пружина на меньшие.С обратной тягой соответственно наоборот, но такие переключатели встречаются крайне редко, т.к. их уже давно не выпускают.
Переключатели с внешним механизмом имеют простую конструкцию, малый вес, низкую цену и большой диапазон передач. Недостатки: быстрый износ цепи из-за перекоса при переключении; частое обслуживание – чистка, смазка и настройка; большая вероятность поломки при падении; скорость можно переключить только при движении педалей
Переключатель с внутренним механизмом(планетарная система).

Читайте также  Какие крылья лучше для велосипедов

Во внутренних переключателях передач, механизм переключения находится внутри задней втулки. Такая втулка называется планетарной. Внешний вид велосипеда с ним напоминает «фикс» или «сингл» (велосипед с одной передачей): одна большая звезда впереди и одна маленькая сзади. Как правило, в планетарной втулке расположен и задний тормоз велосипеда, но естественно есть втулки с креплением под диск или вообще без тормоза, под ободные тормоза.
Количество переключаемых передач в планетарной втулке может быть от 3-х до 14-ти. Устанавливаются в основном на дорожные, городские и прогулочные велосипеды. Переключатель на основе планетарных втулок имеет большой ресурс работы, благодаря тому, что сам механизм закрыт в корпусе от внешних воздействий и имеет постоянную смазку, износ цепи или ремня никак не влияет на четкость переключения. Из преимуществ также стоит отметить встроенный тормоз и возможность переключиться не вращая педали, практически без вреда для механизма. Недостатков немного, но они существенны: необходимо дополнительно прилагать усилие из-за трения узлов; большой вес устройства; трудный ремонт; высокая цена.
К наименее распространенному типу трансмиссии велосипеда, относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного соотношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится манеткой на руле. Принципиальное отличие от «звездочной» трансмиссии позволило такой системе переключения передач неплохо укрепиться в велосипедной среде.
Из чего состоит и как работает планетарная втулка.
Устройство планетарных втулок достаточно сложное и напоминает механизм автомобильной коробки передач. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило». Эта деталь не позволяет сателлитам – так иначе можно называть планетарные шестерни – разъезжаться и сцепляться друг с другом, а также определяет их направление движения. Довершает механизм эпициклическая шестерня, которая вращается за счет педалирования.
Звездочка сопрягается с механизмом втулки с помощью шлицевого привода, исполнительного механизма втулки. При изменении передачи он изменяет скорость вращения «водила», относительно кольцевой шестерни, благодаря чему и достигается переключение.
Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи или ремня, «водило» замыкается на корпус втулки.
Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой планетарной втулке с тремя передачами:
-Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает «водило» за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет примерно 0.733.
-Главная передача. Крутящий момент с эпицикла передается на втулку за счет зацепления ее с планетаркой. Иначе говоря, со втулкой соединено не «водило», как на первой передаче, а шестерня. Что происходит при этом? Втулка вращается быстрее «водила», а для достижения максимальной скорости понадобится больше усилий по сравнению с пониженной передачей.
-Передаточное число повышенной, или третьей, передачи больше единицы, и для трех скоростных велосипедов оно составляет примерно 1.364. Направление движения «водила» и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее большая эффективность, для достижения большей скорости, по сравнению с главной передачей.
-Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у втулки с тремя передачами, за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы много скоростных и простых втулок будет одинаковым. Разница только в том, что у каждой планетарной составляющей будут свои фиксированные (как у 3-х ступенчатой планетарки) значения отношений передач, а в целом у механизма их будет в несколько раз больше.
Производители планетарных втулок: плюсы и минусы
Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается всего несколько производителей(указаны основные):
Shimano,SRAM,Sturmey-Archer,Rohloff.
-Последний занимает лидирующее положение по сложности изобретенного механизма. Втулка этого производителя включает 14 планетарных составляющих. Большое количество передаточных отношений и высокая эффективность смело конкурируют с аналогичными показателями продвинутых звездочных(классических) систем переключения передач.
-Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%.
-Shimano – известнейший производитель велозапчастей и планетарных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – с 11 передачами, Shimano Alfine.
-Sturmey может похвастаться гибридными кассетно — планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.
Преимущества использования планетарных втулок.
1 ) Прямой ход цепи/ремня(без перекоса) и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит почти также, как у обычного синглспида или фикса.2 ) Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач, т.е не стоит беспокоится о сильном перекосе цепи/ремня. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших с «стандартных» систем на планетарные.3 ) Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, по крайней мере это нужно делать гораздо реже, также его сложно нечаянно повредить.
Недостатки использования планетарных втулок
1 ) Невозможность использования в велосипедном спорте из-за высокого трения, т.е. более низкого кпд и чувствительности шестерней к точности включения передачи.2 ) Большой вес.3 ) Ремонт таких механизмов почти невозможен в домашних условиях, да и сервис, где ремонтируют планетарные втулки, нечасто можно встретить. Одноразовость планетарок не позволяет их выгодно привести в рабочее состояние, лучшим вариантом будет установка новой.4 ) Высокая стоимость.

Что такое трансмиссия велосипеда?

Виды трансмиссии велосипеда

Многие начинающие велосипедисты ошибочно считают, что трансмиссия — это всегда цепь и звездочки, но это не так. Существует много видов:

  • Прямой, когда ведущее колесо с педалями скреплено напрямую, без применения системы с цепью. Такая трансмиссия встречается на пенни-фартингах, моноциклах (с одним колесом), трехколесных детских велосипедах.
  • Зубчатой, в которой используются шестеренки с зубьями.
  • Вальной, в которой используются валы для передачи крутящего момента.
  • Ременной. Здесь используются ремни, которые, в отличие от цепей, не требуют смазки.
  • Гидравлической. Используется гидравлическая система, а не механическая.
  • В виде планетарной втулки, состоящей из большого числа деталей и напоминающей коробку передач автомобиля.
  • Комбинированной, являющейся гибридом сразу двух видов трансмиссий для велосипеда: внешней и внутренней (планетарной).

Каждый из перечисленных типов имеет свои преимущества и недостатки, а также целевое назначение.

Составные части трансмиссии

Классические вариант трансмиссии велосипеда имеет много частей. Рассмотрим каждую из них.

Система ведущих звёзд

Это передний набор звёзд велосипеда, расположенный на валу каретки. Служит для преобразования поступательного движения ног велосипедиста во вращательное и изменения передаточного отношения (при наличии переключателя передач).

Кривошипы (шатуны) соединяют оси педалей с осью каретки. Звёзды прикрепляются, как правило, к правому шатуну. Существуют системы как с несъемными звёздами, так и поставляемые отдельно от звёзд.

Систему можно разделить на группы:

  • MTB системы для горных велосипедов
  • DH (англ. DownHill) системы
  • Шоссейные системы
  • Системы для дорожных велосипедов
  • Системы с несколькими звёздами
  • Планетарные системы
  • С одной звездой
  • С двумя звёздами («двойники»)
  • С тремя звёздами («тройники»)
Читайте также  Знак велосипед в желтом ромбе

Этой информации достаточно, чтобы получить общее представление о системе.

Каретка

Каретка велосипеда — это подшипниковый узел, который соединяет шатуны с рамой и обеспечивает функцию крутящего момента шатунов велосипеда.

Каретка расположена в кареточном стакане рамы, который расположен между нижней трубой и на пересечении нижних перьев велосипеда.

Система задних звёзд

Система задних звёзд — находится на заднем колесе и крепится к втулке. Состоит она из ряда различных по размеру шестерен — звезд, которые обеспечивают широкий спектр передач в зависимости от количества зубцов звезды. Благодаря кассете можно с легкостью преодолевать подъемы и быстро ехать по прямой.

Существует 2 типа систем: кассета и трещотка. Вторая считается устаревшей и ненадёжной, зато дешевой.

Задняя втулка

Это центральная деталь колеса, которая вращается вокруг неподвижной оси на подшипниках. В трансмиссии велосипеда участвует только задняя втулка.

Задняя втулка велосипеда

Если с правой стороны имеется резьба, то такая втулка предназначена для установки трещотки. Втулка под установку кассеты имеет прикреплённую полым болтом трещотку в виде шлицевого барабана, на который надеваются задние звёзды.

Задний и передний переключатели скоростей

Переключатель скоростей (передач) задний. Выполняет не только функцию переключения передач, но и регулирует натяжение цепи (поддерживает ее во время переключений). Изменение передачи осуществляется путем перевода цепи с одной звездочки на другую.

Задний и передний переключатели

Передний переключатель — переводит цепь с одной звезды на другую, как и задний переключатель, но при этом не регулирует натяжение цепи. Он есть только у велосипедов с 2 и 3 передними звездами.

Велосипедная цепь

Цепь – составляющая ходовой велосипеда, которая передает энергию от педалей, через шатуны и звезды к заднему колесу. Цепь состоит из звеньев, которые могут быть соединены между собой пином или замочком. Цепи могут быть разной ширины и иметь большее или меньшее расстояние между узлами (спинами).

Именно благодаря цепи вся трансмиссия велосипеда работает как единое целое.

Шифтеры или же манетки

Шифтеры — рычаги которые находятся на руле, и работают как коробка передач в автомобиле. С помощью тросов они соединяются с задним и передним переключателями передач. Нажимаете на рычаг — цепь перекидывается на нужную звездочку спереди или сзади.

На этом перечень компонентов классической велосипедной трансмиссии подходит к концу.

Элементы трансмиссии

Использование движущихся механизмов

В XV веке Леонардо да Винчи работал над развитием идеи совместной работы зубьев и механической цепи. Что удивительно, эта идея прозвучала задолго до проектирования первого велосипеда и только лишь спустя четыре века нашла практическое применение. Чтобы трансмиссия эффективно функционировала нужно правильно передавать усилие, создаваемое ногами велогонщика, на заднее колесо велосипеда. Конструкция должна быть создана так, чтобы усилие при вращении педалей не создавало для гонщика дискомфорта.

Для этого внедрялись инженерные и технологические разработки, применялись прочные материалы, что позволило цепной передаче к концу XIX века стать обычным механизмом.

Достоинства цепного привода

Сам привод без передач весьма эффективно функционирует на спусках и ровных поверхностях. Но в то же время велосипедист, стартуя с равнинной поверхности без переключателя скоростей либо начиная подъем с движущимся на него ветром, вынужден стоя крутить педали, затрачивая на это значительные усилия. Темп езды при этом падает до минимума. Цепной привод с передачами позволяет гонщику независимо от рельефа местности, направления ветра крутить педали на протяжении всей поездки в удобном для него ритме. На первых велосипедах с высокими колесами педали размещались на самом колесе, то есть один оборот колеса равнялся полному вращению педали.

Соотношение передач может меняться самим велосипедистом по его желанию. К примеру, покоряя крутой склон, гонщик может выбрать передачу, при которой педали будут вращаться легче и чаще, само колесо же будет вращаться медленнее. То есть будет производиться легкая передача. Тяжелая передача выбирается в том случае, когда необходимо пересечь равнинную местность либо при спуске вниз: несколько вращений колеса происходят за полный поворот педали. В передаче большая звездочка стоит спереди, маленькая – сзади. Чтобы прокрутить колесо требуется определенное усилие и чем его создать, тем больше оборотов совершит колесо.

Необходимое количество зубьев

Ученый Эксплораториума, Пол Догерти, на примере личного велосипеда объясняет соотношение передач. Данный метод позволяет определить количество ведущих (передних) и ведомых (задних) зубьев. Например, Пол предлагает рассмотреть вариант передачи, когда передаточное отношение равно 54:27. Исходя из этого отношения, становится понятно количество зубьев передней звездочки – 54, а задней – 27, то есть при полном обороте передней звездочки по кругу ведущей звездочки проходит 54 зуба. В это же время ведомая звездочка совершает 54:27 =2 оборота, то есть заднее колесо поворачивается дважды. Это соотношение можно сократить и получится 2:1. Но если ведомая звездочка имеет 11 зубьев, то в этом случае передаточное число будет ближе к 5:1.

Стоит обратить внимание на тот факт, что при каждом полном обороте ведущей звездочки ведомая кассета вращается в два раза больше.

Френс Твист и Пенни-фартинг

Пол Догерти утверждает, что этот метод подсчета передаточного числа является одним из множества подобных. В Великобритании передаточное число рассчитывается исходя из диаметра большого колеса велосипедов называемых Пенни-фартинг. Выше оговаривалось, что Пол Догерти использовал соотношение 2:1. То есть при трансформации в два раза необходимо было умножить диаметр заднего колеса. Это означает, что цепная передача с передаточным числом 2:1 при заднем 27-дюймовом колесе считалась бы 54-дюймовой. Итак, определив длину окружности колеса, умножаем ее на передаточное число. То есть если использовать метод Пола Догерти при передаточном соотношении 2:1 и длине окружности ведомого колеса в полтора метра получим длину окружности ведущего колеса. Она равняется трем метрам. Такой метод в отличие от английской системы помогает определить величину пройденного пути либо понять как далеко вы уехали.

Метрическая система использовалась во Франции. Метрической называется десятичной системы единиц (СИ), которая основана на применении грамма и метра. Сегодня система СИ призвана во всем мире. В этой системе преобразование заключается в произведении либо делении на число 10, то есть в десятичной дроби запятая просто смещается.

Если речь идет о резьбе, то метрическая система указывает ее шаг и диаметр. Шаг резьбы – это расстояние между витками. Взять, к примеру, популярный размер резьбы М5, который применяют для анкерных болтов крепления троса, для крепления флягодержателя, в отверстиях крепления крыла либо багажника, рычагов переключателей скоростей, обозначается М5,0X0,8, то есть диаметр равен 5 мм, а расстояние между витками резьбы составляет 0,8 мм.

Цепной привод в трансмиссии и его действие

Цепным называется такой механизм, который соединяет педали с ведомым колесом. Благодаря цепному механизму сила, воздействующая на педали, трансформируется на заднее колесо. Таким образом, велосипед приводится в движение.

Что вам следует взять:

Для того чтобы иметь минимальное представление, а также понять суть цепной передачи вам необходимо подготовить такие предметы:

  • несколько катушек нитей. Одна катушка должна быть либо большего, либо меньшего размера, а пара остальных нужно взять одинаковой величины;
  • ленты резиновые;
  • плоские доски из древесины;
  • пачка гвоздей.
Читайте также  Контактные педали и обувь для велосипеда

На деревянной плоскости с помощью гвоздей на значительном расстоянии друг от друга фиксируются катушки с нитями. Укрепить их необходимо таким образом, чтобы при их соединении резинка не растягивалась, а сами катушки могли свободно и легко двигаться. После этого произведите соединение двух катушек посредством резинки.

Понаблюдайте за тем, как ведет себя одна катушка относительно вращения другой катушки. Что видно? Они движутся в унисон, с одинаковыми скоростями и направлением вращения?

Какими способами можно исследовать передачу:

  1. Необходимо при помощи специального маркера на обеих катушках сделать пометки, после чего провернуть их. Для этого применяют две катушки, одна из которых по размеру больше другой. Итак, как вращается одна катушка относительно другой?
  2. Совершите одно вращение на резинке таким образом, чтобы она описала восьмерку. Как повлияло это обстоятельство на скорость вращения и направление движения катушек?
  3. Осмотрите цепь велосипеда и переключатели скоростей. Существует ли подобие с велосипедной трансмиссией? Какое у них отличие?

Диагностирование системы передач.

Передачи помогают велосипедисту наиболее эффективно совершать вращение педалей, позволяя ему легко и быстро покорять самые крутые подъемы и некоторые препятствия.

Что необходимо взять, чтобы продемонстрировать работу передач? Какие материалы следует подготовить:

  • велосипед, оснащенный передачами;
  • брусок мыла и рулон скотча;
  • лист бумаги и простой карандаш.

Эксперимент

Необходимо поставить передачу так, чтобы ведущая звездочка была самой маленькой, а ведомая – самой большой. Кусочком скотча либо мелом отметьте верхнюю часть заднего колеса. В то же время следует зафиксировать педали. Теперь нужно совершить полный оборот педалей и посчитать, а также записать количество вращений, совершенных задним колесом.

На следующем этапе эксперимента впереди поставьте большую звездочку, а меленькую – сзади. Какое количество оборотов совершило заднее колесо при полном обороте педалей? Какая из двух комбинаций наиболее подходит для покорения крутого подъема? А какая эффективна для спринта по равнинной местности?

Проведение эксперимента со средним диапазоном передач.

Для этого нужно начертить таблицу, куда будут заноситься передаточные соотношения, количество полных оборотов колеса за один оборот педалей. Почему, по вашему мнению, совершенствованию велосипедов способствовало развитие такого механизма, как цепная передача?

Каденс

Частота вращения педалей называется каденсом. Система передач дает возможность велосипедистам сохранять наиболее оптимальный ритм движения (скорость вращения педалей), что делает вращение педалей весьма продуктивным. Сегодня мнения гонщиков разнятся относительно того, каким должен быть ритм велосипедной езды. Однако абсолютное большинство согласны с тем, что каденс является наиболее важным. Из слов Пола Догерти: «Человеческое тело доставляет наибольшее количество энергии на вращение педалей в наиболее эффективный способ при определенном каденсе. Я стараюсь держать каденс между 60 и 90 циклов в минуту». Он также отмечает, что большинство рекреационных велосипедистов педалируют слишком медленно, неэффективно, расходуя энергию на высоких передачах.

Каденс у профессиональных велогонщиков очень высокий, у шоссейников находится в пределах 75–120 об/мин. Совсем другой показатель каденса в маунтинбайке.

Рути Маттес, чемпионка мира по кросс-кантри объясняет: «В маунтинбайке зачастую поднимаешься в очень крутой подъем и сразу спускаешься по быстрому спуску, иногда даже не педалируя. Просто балансируешь на велосипеде, без тормозов так быстро, как только можно. В маунтинбайке используется широкий спектр и разнообразие каденса».

Трансмиссия велосипеда. Из чего состоит?

Теперь разберемся в типах передач на велосипеде, их преимуществах и недостатках, а также основных принципах работы механизмов изменения передаточного числа.

Механизмы вращательного движения позволяют осуществить непрерывное и равномерное движение с наименьшими потерями энергии на преодоление трения и наименьшими инерционными нагрузками. Механические передачи вращательного движения делятся по способу передачи движения от ведущего элемента к ведомому на передачи трением (фрикционные, ременные) и зацеплением (цепные, зубчатые, червячные). В каждой передаче различают два основных вала: ведущий и ведомый. У велосипеда в роли ведущего вала выступает ось шатунов, а ведомым валом является корпус втулки велосипеда, который жестко заспицован на обод колеса.

Цепные передачи велосипеда

У подавляющего большинства велосипедов передача вращения осуществляется с помощью цепного привода. Цепная передача состоит из двух колес с зубьями (звездочек) и охватывающей их цепи. Наиболее распространены передачи с втулочно-роликовой цепью.

Преимуществами цепных передач являются:

  • отсутствие проскальзывания;
  • большой диапазон передаточных чисел (до 700%);
  • высокий КПД;
  • возможность передачи движения от одной цепи нескольким звездочкам;
  • небольшая нагрузка на валы, т.к. цепная передача не нуждается в предварительном натяжении цепи необходимом для ременной передачи.

К недостаткам такой передачи можно отнести:

  1. необходимость обслуживания через каждые 50-100 км;
  2. небольшой ресурс;
  3. цепи склонны к разрыву при пиковых нагрузках;
  4. переключение скоростей возможно лишь при вращении педалей.

Весьма большой диапазон передаточного числа реализуется благодаря простоте размещения в цепном приводе большого количества звезд с разным количеством зубьев. Переключение передач происходит благодаря переключателям (переднему и заднему). Основой конструкции таких переключателей является рамка параллелограмма с внутренней пружиной, при натяжении и ослаблении пружины происходит смещение оснований параллелограмма и переключение скорости.

Ременные передачи велосипеда

Также встречаются велосипеды с зубчатым ременным приводом. Обычно это городские модели и ремень в их конструкции обеспечивает больший комфорт при катании.

Сравнивая ременную передачу с цепной можно отметить следующие преимущества:

  • плавность и бесшумность работы, обусловленные эластичностью ремня и позволяющие работать при высоких скоростях;
  • отсутствие смазки на ремне и звездах;
  • простота обслуживания и ремонта.Основными недостатками ременной передачи являются:
  • большое давление на шкивы в результате натяжения ремня;
  • необходимость разборной конструкции задних перьев для одевания ремня на звезды;
  • Однако изменение передаточных чисел на таком типе привода возможно только с помощью планетарной системы.

Планетарные передачи велосипеда

Планетарными называют передачи, содержащие зубчатые колеса с перемещающимися осями. Передача состоит из центрального колеса 1 с наружными зубьями, центрального колеса 3 с внутренними зубьями, водила Н и сателлитов 2. Сателлиты вращаются вокруг своих осей и вместе с осью вокруг центрального колеса, т.е. совершают движение, подобное движению планет.

Планетарные передачи имеют существенные преимущества:

  • нагрузка в планетарных передачах передается одновременно несколькими сателлитами, следовательно, силы, действующие на зубья колес, соответственно уменьшаются, что позволяет использовать колеса меньших габаритных размеров и массы;
  • в планетарных передачах рационально используются колеса внутреннего зацепления, обладающие большой (по сравнению с колесами наружного зацепления) нагрузочной способностью;
  • планетарные передачи фактически не нуждаются в обслуживании, необходимо лишь менять масло в них через каждые 5000 км.

К недостаткам планетарных передач относятся:

  • повышенные требования к точности изготовления и монтажа;
  • низкий КПД ввиду большого количества трущихся деталей;
  • небольшой диапазон передаточного числа 200-400 %;
  • большой вес;

Зубчатые передачи велосипеда

Велосипеды имеющие зубчатую передачу в виде карданного вала выпускались в прошлом веке. Сейчас же таких велосипедов уже практически не делают. Этот тип привода отличается фактически одним значением передаточного числа, высоким ресурсом и надежностью. Но в то же время вес такой конструкции был весьма значителен.