Как работает шестерня планетарная редуктора у велосипеда?
На чтение 5 мин. Просмотров 589
Существенно повысить эффективность применения велосипеда можно за счет установки планетарного редуктора. Это устройство позволяет регулировать скорость передвижения и оказываемую нагрузку. Подобное устройство способно изменять режим передачи тяги от педалей в зависимости от сложившихся условий.
Что такое планетарный редуктор велосипеда?
Выделяют достаточно большое количество различных трансмиссий, которые устанавливаются на велосипед. Планетарный редуктор один з самых распространенных.
Среди особенностей конструкции можно отметить следующее:
- Внутри небольшого корпуса размещен шестеренчатый механизм. Его предназначение заключается в изменении передаточного отношения.
- Изменение взаимного положения шестерен позволяет провести регулировку скорости. При этом конструктивные особенности определяют наличие специальной рукоятки на руле, при помощи которой проводится регулировка режима работы.
Планетарный редуктор во многом отличается от конструкции со звездочкой. Именно поэтому его устанавливают на многих велосипедах отечественных и зарубежных производителей.
Устройство, принцип работы редуктора с солнечной шестерней
Редуктор считается распространенным узлом, который устанавливается для передачи вращения и регулирования усилия. Любое подобное устройство состоит из нескольких узлов.
Среди конструктивных особенностей отметим нижеприведенные моменты:
- Основным элементом выступает шестерня солнечного типа.
- На периферии устройства есть коронная шестерня. Ее предназначение заключается в фиксации других элементов, к примеру, шестерен-сателлитов.
- Есть и закрепленное водило, которое представлено осями для вращения сателлитов.
Принцип действия устройства во многом зависит от кинематической схемы привода. В зависимости от поставленной задачи вращение может передаваться любому из элементов. Разные диаметры шестерен определяют то, что есть возможность получить различные передаточные числа и изменять направление вращения.
Не стоит забывать о том, что высокая сложность конструкции, за счет которой есть возможность изменить передаваемое усилие, определяет трудности при обслуживании. Именно поэтому при поломках конструкцию восстановить своими силами достаточно сложно.
Преимущества и недостатки
Планетарные редукторы характеризуются довольно большим количеством преимуществ и недостатков, которые прежде всего связаны с конструктивными особенностями.
К преимуществам отнесем следующее:
- Компактные размеры. За счет этого велосипед комфортный в применении.
- Высокая эффективность в применении. Планетарные редукторы применяются не только при создании велосипеда, но и в промышленности.
- Долговечность устройства определяет то, что проводить его замену приходится с небольшой периодичностью.
- Небольшой вес конструкции определяет ее применение при создании легких и функциональных велосипедов.
- Внутренние элементы защищены от воздействия окружающей среды. За счет этого существенно продлевается эксплуатационный срок конструкции.
Есть и несколько недостатков, среди которых отметим малую ремонтопригодность. Кроме этого, сложность конструкции определяет ее довольно высокую стоимость.
Производители планетарных втулок велосипеда, цена
Производство планетарных втулок наладили многие компании, которые специализируются на выпуске различного комплектующего для велосипедов. Наибольшее распространение получили следующие бренды:
Rohloff
- Немецкий производитель, который выпускает конструкции с закрытым корпусом и смазкой.
- При проектировании конструкции тщательно подбираются все элементы.
- Особенностями продукции назовем то, что при щелчке специальной рукоятки можно почувствовать плавное переключение передачи.
Shimanо
- Японская компания, которая считается одним из наиболее крупных в мире велосипедного оборудования.
- Стоит учитывать, что она является основным поставщиком комплектующего для горных велосипедов.
- Среди особенностей планетарных редукторов отметим высокое качество и надежность.
SRAM
- Американский производитель комплектующего для горных велосипедов. Компания была основана в 1987 году.
- Длительный срок деятельности определил то, что инженеры разработали собственные технологии производства планетарных редукторов.
Sturmey-Archer
- Одна из компаний, которая занимается производством планетарных редукторов с 1902 года.
- На протяжении длительного периода было создано просто огромное количество различных конструкций.
- Стоит учитывать, что компания испытывала серьезные экономические проблемы в 2000-х. Поэтому качество продукции было существенно снижено.
Все приведенные выше производители при изготовлении рассматриваемой конструкции применяют качественные металлы, которые могут выдерживать существенное воздействие. Это связано с тем, что при контакте металла происходит сильное трение.
Правильное переключение передач велосипеда с планетарной втулкой
Закрытая система переключения скоростей расположена внутри втулки заднего колеса. За счет этого обеспечивается длительный эксплуатационный срок. Самое простое устройство имеет 3 скорости, дорогие около 14.
Ключевыми особенностями можно назвать следующее:
- Внешние элементы передачи практически отсутствуют. Именно этот момент определяет высокую степень защиты конструкции от воздействия окружающей среды.
- Переключение может проводится под нагрузкой или без нее. Это связано с тем, что цепь не меняет своего положения на протяжении всего периода применения.
Еще одно достоинство заключается в том, что планетарная втулка совместима с задним ножным тормозом. Он характеризуется повышенной эффективностью даже при высокой влажности окружающей среды.
Отзывы велосипедистов
Сегодня встречается не довольно много велосипедов с подобной скоростью, я купил его по причине высокой защиты от механического воздействия, так как все элементы передачи находятся внутри корпуса.Оценка:
Максим
У планетарного редуктора есть много недостатков, но я уделил внимание только достоинствам – конструкция выдерживает воздействие окружающей среды, служит долго.Оценка:
Виталий
Служит у меня велосипед с подобной передачей на протяжении нескольких лет. Сразу скажу, что понравилось практически все, но вот ремонт самостоятельно провести нельзя. Поэтому при покупке нужно учитывать подобный момент.Оценка:
Дмитрий
Пришлось ремонтировать планетарный редуктор велосипеда. В общем скажу, что я решил заменить его на новый, провести замену шестерен не получилось.Оценка:
Коля
Купил велосипед с 14 скоростями. Обошелся он достаточно дорого, что связано прежде всего со сложностями конструкции передачи. Но пока служит он без нареканий. Нравится плавное переключение скорости без треска, а также то, что на заднем колесе нет массивной системы.Оценка:
Олег
Популярность передачи, представленной планетарным редуктором, связано с ее надежностью и исключительными эксплуатационными характеристиками. Единственным недостатком назовем высокую стоимость и низкую ремонтопригодность.
Редуктор (цепная передача). Нужен совет — Мысли и идеи
Уважаемые форумчане, столкнулся с проблемкой и решил обратится к Вам за советом.
На данный момент я реализую цепную передачу.
Опишу поподробнее.
Данная цепная передача состоит из 2х звёздочек 1:1, диаметром примерно 65 мм и цепи 10В-2 (двухрядная с шагом 15,88)
Валы предполагаю сделать на 20-25 мм.
Цепь, звёздочки и подшипники будут вращаться в масляной ванне.
Данная цепная передача будет использоваться в качестве редуктора в автомобилке (будет работать совместно с коробкой передач).
Параметры движки 50-65 лс, крутящий момент 92-110 Нм при 2750 об/мин
Корпус, валы пока что только в эскизах.
Прилагаю небольшой эскиз редуктора.
На данный момент куплены звёздочки с закалённым зубом под черновое отверстие и цепь. Есть подшипники 6204.
Сейчас стоит задача придумать как установить звёздочки на валу.
Нужно обеспечить максимальную ремотопригодность (и взаимозаменяемость деталей) при небольших габаритах корпуса.
Есть небольшая сложность: на концах валов должна быть шлицевая или фланец в который можно будет вкрутить болты.
Рассматривал несколько идей:
1) Установка на шпонку – думал делать с двух сторон вала канавки (под 2 шпонки), но боюсь, что шпонки не выдержат нагрузку.
2) Сделать шлицевую на валу и в звёздочке – дорого и проблематично… из минусов – не будет взаимозаменяемости деталей.
3) Посадка с большим натягом (возможно + шпонка) – боюсь большая мощность и крутящий момент – может провернуть.
4) На валу сделать выступ и засверлиться в него. Просверлить звёздочку насквозь и использовать данный выступ как гайку для 3-4 калёных болтиков.
Что можете посоветовать?
Может есть какие готовые решения?
Допустим какой-нибудь похожий редуктор такого плана из автомобилки (возможно на шестернях с сохранением направления вращения)
Заранее благодарен.
Как подцепить триммер: мотовелосипед — журнал За рулем
Дырчик — зараза в наше время экзотическая, и эпидемией, как в былые времена, не грозящая. Тем не менее штаммы данного вируса не только распространяются, но и яростно мутируют. О том, как протекает эта напасть в наши дни — рассказ заболевшего.
000_moto_1011_084
Маунтинбайк с моторчиком — тема носится в воздухе. Однако в металле она воплощается либо в виде концептов, либо строится энтузиастами (особенно в этом преуспели французы).Маунтинбайк с моторчиком — тема носится в воздухе. Однако в металле она воплощается либо в виде концептов, либо строится энтузиастами (особенно в этом преуспели французы).
Как и многие, путь я начинал с легендарного «дешника», который поставил на подростковый велик «Тиса». Аппарат получился забавный, но к нему в комплекте прилагались бензиновая вонь в квартире, грязные руки и шаманский бубен для изгона злых духов из карбюратора и зажигания. Утилитарные функции аппарат не выполнял никак.
Но однажды мне посчастливилось прокатиться на горном велосипеде с мотором от триммера (бензокосы) и ременным приводом. Хоть дело было зимой и катался я недолго, но испытал культурный шок! В мороз мотор прекрасно заводился и на холодную, и прогретый, отлично тянул, был идеально чистый и не вонял вообще. А «максималка» в 55 км/ч при такой тяге «дешнику» и не снились!
В общем, вскоре был приобретен ременной комплект с двухтактным мотором от триммера мощностью 1,5 л.с. плюс горный велосипед покрепче. Счастью не было предела, но только до первого дождя… Оказалось, что приводной ремень от намокания теряет прочность и рвется, менять его в дороге не очень-то удобно, к тому же стоимость нового кусается. А дождь в Москве явление не редкое. Но ездить на таком удобном мотовеле я уже привык и отказываться от идеи не хотел, решил — цепь и только цепь спасет «отца русской демократии»!
Требуемое передаточное отношение вынуждало использовать ведомую звезду размером практически с колесо велосипеда, но, к счастью, нашелся редуктор от китайского минибайка, который идеально встал на триммерный мотор и позволил использовать звезды привычных размеров. Компоненты привода — общедоступные велосипедные: односкоростная широкая цепь, звезда от велосипеда ХВЗ на 51 зуб и «фривил» (обгонная муфта со звездочкой) от ВМХ, а также велосипедная ручка тормоза в роли курка газа.
Помимо покупных деталей в конструкции есть и немало оригинальных компонентов. Это стальные стойки, которые крепятся к раме велосипеда, моторама (держит редуктор с мотором), натяжитель цепи с капролоновыми роликами, крепление ведомой звезды на колесо, переходник с вала редуктора на «фривил». Детали проектировал сам, а изготавливали их на соседнем оборонном заводе.
Конечно, с первого раза собрать идеальную конструкцию не удалось, детские болячки я лечил еще год. Подбирал оптимальные материалы и конструктивные решения, пробовал разную компоновку, и катался, катался, катался…
Что же получилось в итоге? Сверхлегкий (снаряженный вес — 25 кг) мототранспорт с максимальной скоростью 55 км/ч, динамикой на уровне простеньких китайских скутеров, расходом топлива 2 литра на 100 км (запас хода на одном баке 50 км), который совершенно не пачкает маслом и не пахнет бензином. Отсутствие запаха и грязи помогает мне экономить на гараже или стоянке, мотовел стоит в квартире и совершенно не приносит дискомфорта семье. Особенно радует то, что все «педальные» функции полностью сохранились. Осталось и переключение передач, и легкий педальный ход (благодаря «фривилу»), при недостатке тяги мотору всегда можно помочь педалями и заехать на любую горку. Ходовая современного маунтинбайка весьма прочна и надежна, дисковые тормоза обеспечивают очень уверенное торможение, а большие колеса помогают легче преодолевать наши «направления».
После окончания доработок конструкции я проехал уже более 4000 км и за это время лишь раз сменил приводную цепь, дважды — свечу зажигания, да раз чистил топливную систему — неплохой показатель надежности и неприхотливости.
За легкость и удалую прыть я назвал свой мотовелосипед «Зайцем». Сейчас езжу на «Зайце» каждый день на работу, и в пробках ему нет равных. Он настолько узок и маневренен, что в час пик я доезжаю домой быстрее, чем раньше на мотоцикле, при этом расходы на проезд просто смешные. Бывали и небольшие путешествия, поездки за город, даже из Москвы в Ярославль. Но мотовелосипед, конечно, не для трассы — не комфортно на нем «дубасить», а вот в городе и дачных поездках лучшего транспорта для себя не представляю!
СПЕЦИФИКАЦИЯ | |
| Постройка | Чертов Илья |
| Название | «Заяц» |
| Силовой агрегат | Двигатель от бензотриммера (33 см³, 1,5 л.с. при 7400 об/мин), трансмиссия: редуктор зубчатый с передаточным отношением 5, велоцепь, велосипедные звезды 13 и 51 зуб, обгонная муфта на валу редуктора (freewheel) |
| Шасси | Горный велосипед Stels Navigator 700 серии |
| Прочее | «Комфортное» седло, регулируемый вынос руля |
001_moto_1011_084
Планетарная втулка велосипеда: устройство, установка и особенности
Время чтения: ~7 минут Автор: Михаил Скворцов 195
Оптимальная эффективность движения, частота педалирования, скорость и нагрузки на велосипед регулируются при помощи механизма скоростного переключения. В отличие от синглспида, велосипед с несколькими режимами передачи крутящего момента способен подстраиваться под конкретные условия передвижения. «Скоростную» систему используют практически на все типах великов: от городских и трюковых до гоночных и маунти-байков.
К распространенному типу трансмиссии велосипеда относится планетарная втулка, внутри которой расположен шестеренчатый механизм изменения передаточного отношения. Взаимное расположение и зацепление шестерней регулируется переключателем скоростей, который, в свою очередь, приводится ручкой 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. Для наглядности покажем стандартную схему для всей планетарной передачи:
Компоненты шестерного отсека скоростной втулки: 1 – солнечная шестерня, 2 – сателлиты, 3 – водило, 4 – эпицикл
Желтым цветом изображена солнечная шестерня. «Солнышко» жестко закреплено на оси заднего колеса велосипеда. Именно с ней зацепляются обозначенные синим цветом планетарные шестеренки. Для их фиксации используется «водило» (зеленый цвет). 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. На рисунке она показана красным цветом.
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 подстройка велосипеда под угол направления дороги и регулируется его скорость.
Интересная особенность такого типа механизма – это работа в качестве редуктора. Солнечная шестерня играет роль неподвижного элемента, эпицикл – ведомого элемента цепи, водило замыкается на корпус втулки. Для примера рассмотрим, как работает механизм планетарной передачи на простой трехскоростной планетарке:
- Пониженная передача. Кольцевая шестерня опережает водило за счет его зацепления корпуса планетарной втулки. Передаточное отношение меньше единицы и составляет 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 звездочная 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 трехскоростных велосипедов оно составляет 1.364. Направление движения водила и втулки противоположны, благодаря чему достигается ее ускорение по сравнению с главной передачей.
- Для планетарных втулок с 5, 7 и т.д. скоростями диапазон передаточных отношений выше, чем у трехскоростной за счет большего количества шестеренчатых механизмов. Принцип работы многоскоростных 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 втулок: плюсы и минусы
Изготовлением планетарных втулок на велосипеды занимается несколько производителей:
- 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 систем переключения скоростей.
Скоростной агрегат от Rohloff в разрезе
Второе место занимает SRAM – его планетарка имеет 12 скоростей, а передаточный диапазон превышает 400%. Shimano – известнейший производитель велозапчастей и скоростных втулок. Его хорошо зарекомендованные втулки с 3, 4, 7 и 8-планетарными механизмами дополнены обновленной версией – 11-скоростной системой переключения скоростей. Sturmey может похвастаться гибридными кассетно-планетарными механизмами, а также другими типами стандартных втулок с тремя, пятью и семью скоростями.
Преимущества использования планетарных втулок
- Прямой ход цепи и низкий износ ведущей и ведомой звезд. Снаружи трансмиссия выглядит как у обычного сигнлспида.
- Скрытый от внешних воздействий механизм переключения передач отличается высокой долговечностью по сравнению с кассетами и трещотками. Могут быть задействованы все соотношения передач. Об этом смело скажут отзывы от велосипедистов, перешедших со «стандартных» скоростных велосипедов на планетарные.
- Нет необходимости постоянно обслуживать устройство, также его сложно нечаянно повредить.
Как и у всего на свете, у втулок с планетарными передачами есть свои «но»:
- Невозможность использования в велосипедном гоночном спорте из-за высокого трения и чувствительности шестерней.
- Ощутимая прибавка к весу: только некоторые трехскоростные втулки весят чуть меньше килограмма. В движении привес на заднее колесо дает о себе знать.
- 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.
- Запредельная стоимость. Конечно, она вполне оправдана, однако ставить редуктор с нуля на сигнлспид нет смысла. Гораздо проще купить готовый велосипед с ней.
Как правильно переключать передачи при движении на велосипеде
Нанести вред механизму велосипедного редуктора сложно, но возможно, если систематически неправильно его использовать. При движении на велосипеде с планетаркой есть простое правило: осуществлять переключение передач без педалирования.
Странно? Ничуть. Планетарный механизм имеет сходство с механической КПП машины, а там ведь тоже при переходе с одной передачи на другую газ отпускается. А «газ» для велосипедиста – это кручение педалей.
Переходить с одной передачи на другую нужно немного заранее, и делается это так:
- Велосипед движется накатом, усилия на педали минимальны.
- С помощью ручки переключается передача.
- Через несколько оборотов колес (около 2 секунд) можно педалировать.
Езда в гору сопровождается переходом на пониженную передачу, то есть передаточное отношение должно быть меньше, чем до перехода. На трехскоростных планетарках это просто: перейти на первую передачу. С другими вариантами вполне нормальным будет переключиться, например, с третьей на вторую.
На повышение нужно идти последовательно, то есть сначала первая, затем вторая и так далее. При сбросе скоростей можно перешагивать. В однообразных условиях, где нельзя развить скорость (тротуар с пешеходами, например), лучше применять только главную передачу без переключений.
Велосипеды с планетарными втулками способны преодолевать значительные расстояния без большого количества спусков и подъемов, поэтому их часто можно встретить в больших городах с развитой сетью дорог и населенных пунктах на ровной местности. Такой вариант трансмиссии идеально подойдет тем, кто не хочет постоянно возиться с кассетами и цепями и при этом часто ездят по городу, загородным поселкам и равнинным трассам.
загрузка…