ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Привод велосипеда (рис. 1) содержит ведущую звездочку 1 первой ступени, закрепленную на валу кривошипов 2 и связанную цепью 3 с ведомой звездочкой 4, на валу 5 которой расположен с возможностью осевого перемещения блок ведущих звездочек 6 второй ступени, одна из которых соединена цепью 7 с ведомой звездочкой 8, установленной через обгонную муфту 9 на втулке 10 ведущего колеса 11. Вторая ступень включает в себя также переключатель передач 12, ограничитель поперечного смещения цепи 13 и натяжитель цепи 14.

Рис. 1. Схема привода

В схеме на рисунке 2 блок звездочек 6 установлен на промежуточном валу 5 через обгонную муфту, а ведомая звездочка 8 второй ступени жестко связана с втулкой ведущего колеса.

Рис. 2. Схема привода с обгонной муфтой на промежуточном валу

В схеме на рисунке З привод содержит в первой ступени две цепные передачи 3 с натяжными механизмами 15, которые связывают ведомые звездочки 4, закрепленные на промежуточном валу 5, с ведущими звездочками 1, соединенными каждая со своим кривошипом 2 и установленными эксцентрично.

Рис. 3. Схема привода с двумя цепными передачами первой ступени

Привод работает следующим образом. При переключении передач перемещается блок звездочек 6 по валу 5 относительно цепи 7, положение которой в плоскости ведомой звездочки 8 сохраняется с помощью ограничителя 13. В результате происходит перекладка цепи на другую звездочку с компенсацией изменения провиса цепи натяжителем. На всех передачах ведущая и ведомая звездочки второй ступени распо­лагаются в одной плоскости, благодаря чему исключается продольный перекос цепи.

Такая схема привода позволяет расположить промежуточный вал 5 с блоком звездочек 6 вне окружности, описываемой кривошипами. Ограничения на ширину узла промежуточной передачи при этом определяются только расстоянием между ногами велосипедиста, что позволяет довести число звездочек подвижного блока до 10, превышающее количество звездочек в блоке, размещенном на втулке ведущего колеса. Это дает возможность в ряде случаев обойтись одним переключающим устройством и, как следствие, упростить и ускорить процесс переключения передач, повысить его надежность и четкость. Наличие одной звездочки на втулке колеса позволяет сократить длину оси и уменьшить действующие на нее силы изгиба. Благодаря отсутствию механизма перекладки цепи вблизи втулки ведущего колеса цепная передача второй ступени располагается преимущественно выше оси колеса, существенно сокращаются ее габариты по высоте. Наряду с исключением поперечного смещения цепи это позволяет предусмотреть легкое и компактное ограждение передачи, свести к минимуму загрязнение и абразивный износ цепи и, как следствие, увеличить долговечность всего привода.

В случае размещения обгонной муфты между промежуточным валом 5 и блоком звездочек 6 (рис. 2) процесс переключения передач можно осуществлять без вращения кривошипов при движении велосипеда накатом.

При наличии двух цепных передач 3 в первой ступени привода с установленными эксцентрично звездочками 1 (рис. З) моменты, развиваемые ногами, передаются двумя силовыми потоками, которые суммируются на промежуточном валу 5 через закрепленные на нем звездочки 4. В этом случае при равномерном вращении колеса 11 и вала 5 кривошипы будут поворачиваться с непостоянной угловой скоростью, обусловленной эксцентричной установкой ведущих звездочек 1. Причем каждый из кривошипов за оборот испытывает одно ускорение и одно замедление с различными законами движения при перемещении педали вниз и вверх благодаря отсутствию жесткой связи между ними. Рисунок 4 иллюстрирует изменение во времени относительной угловой скорости одного кривошипа (кривая б) такого привода в сравнении со схемой, в которой цепная передача первой ступени с передаточным отношением равным двум имеет ведомую звездочку, установленную эксцентрично (кривая а), при одинаковом общем передаточном отношении приводов.

Рис. 4. График изменения угловой скорости кривошипа за оборот

Двухразовая смена углового ускорения кривошипа за один оборот вместо четырехразовой позволяет значительно увеличить диапазон его изменения, а вместе с ним и передаточного отношения первой ступени за цикл педалирования одной ногой. Кроме того, доля активного хода при движении педали вниз составляет более половины полного оборота кривошипа, то есть рабочий ход совершается медленнее, а возврат педали в исходное положение, соответствующее началу следующего активного хода, быстрее. Даже в случае активного подтягивания педали вверх распределение скоростей кривошипа в течение оборота благоприятно с точки зрения биомеханики, так как максимум мощности, развиваемый сгибательными мышцами, соответствует большей частоте вращения, чем для разгибательных мышц.

Таким образом, предлагаемый привод позволяет улучшить функциональные возможности велосипеда и поднять эффективность использования мускульных затрат велосипедиста.