Велосипед с приводом от вала - Shaft-driven bicycle

Велосипед динамический "Малолитражка" 7-хвальный
Старинный "квадрантный" велосипед с приводом от вала
Корпус карданного вала
Правый рычаг переключения передач
Коническая коронная шестерня на заднем колесе карданного велосипеда

А карданный велосипед это велосипед который использует приводной вал вместо цепь для передачи мощности от педалей к рулю. Валовые приводы были введены более века назад, но в основном были вытеснены велосипедами с цепным приводом из-за диапазона передач, возможного с помощью звездочек и переключатели. В последнее время из-за достижений в технологии внутренних зубчатых передач было представлено небольшое количество современных велосипедов с приводом от вала.

Велосипеды с приводом от вала имеют большой коническая передача где у обычного велосипеда была бы своя цепное кольцо. Это совпадает с другим скосом механизм установлен на приводном валу. Использование конических шестерен позволяет поворачивать ось привода крутящего момента от педалей на 90 градусов. На приводном валу имеется еще одна коническая шестерня рядом со ступицей заднего колеса, которая входит в зацепление с конической шестерней на ступице, где задняя звездочка будет на обычном велосипеде, и отменяет первое изменение крутящего момента привода оси.

Изменение плоскости привода на 90 градусов, которое происходит на Нижняя скоба и снова в задняя ступица использует конические шестерни для наиболее эффективной работы, хотя можно использовать и другие механизмы, например суставы Гобсона, червячные передачи или же косозубые шестерни.

Приводной вал часто соединяется с ступица который представляет собой внутреннюю зубчатую передачу, размещенную внутри задней ступицы. Производители внутренних ступиц, подходящих для использования с системами привода вала, включают: NuVinci, Рохлофф, Shimano, SRAM, и Sturmey-Archer.

История

Первые приводы валов для велосипедов, по-видимому, были изобретены независимо в США и Великобритании. В 1880 году в Орбицикле (который на самом деле был трехколесным велосипедом) Томаса Мура использовалась карданная передача.[1] A. Fearnhead, 354 Caledonian Road, Северный Лондон, разработал один в 1890 году и получил патент в октябре 1891 года.[нужна цитата ] Его прототипный вал был заключен в трубу, проходящую вдоль верхней части нижнего перья; более поздние модели были включены в настоящие нижние перья.[2] В Соединенных Штатах Уолтер Стиллман подал заявку на патент на велосипед с приводом от вала 10 декабря 1890 года, который был выдан 21 июля 1891 года.[3]

Валковая передача не была хорошо принята в Великобритании, поэтому в 1894 году Фирнхед привез ее в США, где полковник Поуп из Колумбийской фирмы купил исключительные американские права.[нужна цитата ] С опозданием к этому взялись британские производители, Humber в частности, сильно упал на сделку.[нужна цитата ] Как ни странно, величайший из викторианских инженеров-велосипедистов профессор Арчибальд Шарп был против вала привода; в своей классической книге 1896 года «Велосипеды и трехколесные велосипеды» он написал «Механизм Fearnhead ... если бы конические колеса можно было точно и дешево нарезать с помощью машин, возможно, что зубчатые колеса этого описания могли бы в значительной степени вытеснить зубчатые колеса. цепной привод; но тот факт, что зубья конических колес не могут быть точно фрезерованы, является серьезным препятствием для их практического успеха ".[4]

В Соединенных Штатах они были произведены компанией League Cycle еще в 1893 году.[5] Вскоре после этого французская компания Metropole начала продавать Acatane.[5] К 1897 году Колумбия начала агрессивно продавать бесцепочный велосипед, который он приобрел у компании League Cycle.[5] Без цепи Велосипеды пользовались умеренной популярностью в 1898 и 1899 годах, хотя их продажи все еще были намного меньше, чем у обычных велосипедов, в первую очередь из-за высокой стоимости. Кроме того, они были несколько менее эффективны, чем обычные велосипеды: потеря зубчатой ​​передачи составляла примерно 8 процентов, отчасти из-за ограниченных производственных технологий в то время. Заднее колесо также было сложнее снять для замены лыски. Многие из этих недостатков были преодолены в прошлом веке.

В 1902 году компания Hill-Climber Bicycle Mfg. Продала трехскоростной велосипед с приводом от вала, в котором переключение передач осуществлялось с помощью трех наборов конических шестерен.[6] Хотя небольшое количество бесцепочный Велосипеды были доступны, по большей части велосипеды с приводом от вала исчезли из поля зрения на большую часть 20-го века. Однако все еще существует нишевый рынок для бесцепочный велосипеды, особенно для пассажиров, и есть ряд производителей, которые предлагают их либо как часть более широкого ассортимента, либо как основную специализацию. Ярким примером является Биомега в Дании.

Сравнение вала и цепи

Валовые приводы работают с очень стабильной эффективностью и производительностью, без регулировки или обслуживания, хотя их эффективность ниже, чем у правильно отрегулированной и смазанной цепи.[7][8] возможно из-за недостаточно точной обработки или центровки конических шестерен.[8][9] Валовые приводы обычно сложнее разбирать при ремонте спущенных задних шин, а стоимость производства обычно выше.

Фундаментальной проблемой, связанной с системами привода вала велосипеда, является требование передавать крутящий момент велосипедиста через конические шестерни с гораздо меньшими радиусами, чем у обычных велосипедных звездочек. Это требует как высококачественных шестерен, так и более тяжелой конструкции рамы.[7][8]

Поскольку валопроводы требуют ступицы шестерен при переключении передач в них накапливаются все преимущества и недостатки, связанные с такими механизмами.[7]

Большинство преимуществ, заявленных для приводного вала, можно реализовать при использовании полностью закрытого кожуха цепи.[7] Некоторые другие проблемы, решаемые приводом вала, такие как защита одежды и защита от попадания грязи, могут быть решены за счет использования цепные охранники. Уменьшение потребности в регулировке в велосипедах с приводом от вала также относится в той же степени к цепной или ременной привод велосипеды со ступичной передачей. Не все ступичные зубчатые передачи совместимы с валами.

Галерея

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Хэдланд, Тони. Велосипедный дизайн: иллюстрированная история. Лессинг, Ханс-Эрхард. Кембридж, Массачусетс. ISBN  0262322218. OCLC  878078558.
  2. ^ Лютер Х. Портер, Колеса и колеса, Wheelman, Бостон, 1892; стр.162.
  3. ^ Уолтер Стиллман, Велосипед, Патент США 456,387, 21 июля 1891 г.
  4. ^ Арчибальд Шарп (1896 г.). Велосипеды и трехколесные велосипеды. Лонгманс. п.461. ISBN  0-486-42987-3. Fearnhead.
  5. ^ а б c Херлихи, Дэвид В. (2004). Велосипед, История. Издательство Йельского университета. стр.286–287.
  6. ^ Титджен, Альфред (2007). "Бесконтактный альпинист: проект восстановления". Архивировано из оригинал на 2012-02-26. Получено 2009-08-07.
  7. ^ а б c d Шелдон Браун (2008). "Приводной вал". Получено 2010-03-02.
  8. ^ а б c Уилсон, Дэвид Гордон; Джим Пападопулос (2004). Велосипедная наука (Третье изд.). MIT Press. стр.331–333. ISBN  0-262-73154-1.
  9. ^ Хэдланд и Лессинг (2014). Велосипедный Дизайн. MIT Press. п. 144. для эффективной работы конические шестерни должны быть изготовлены очень точно и точно выровнены

внешняя ссылка