Велосипед на четырех колесах своими руками. Четырехколесный взрослый велосипед
Именно таков сделанный мною веломобиль «Радуга». Это педальная машина рамной конструкции, со съемным кузовом. Для перевозки грузов имеется прицеп. Длительная эксплуатация (без единой поломки) позволяет рекомендовать его для повторения всем энтузиастам этого вида транспорта.
Технические характеристика веломобиля «Радуга»:
Длина - 1780 мм;
Ширина - 800 мм;
Высота - 1050 мм;
Клиренс - 120 мм;
Масса - 29кг;
Число передач - 9;
Скорость - до 25 км/ч;
Число мест - 1,
Грузоподъёмность прицепа - до 100 кг;
Масса прицепа - 7 кг;
Скорость с прицепом - до 20 км/ч
Рис.1. Конструкция и основные размеры веломобиля:
Рама веломобиля - Т-образной формы. Для ее изготовления использовались дюралюминиевые профили типа «уголок» с полками 50X32 мм, которые сваривались прерывистым швом в коробчатые балки. Рама получилась легкой и очень жесткой. В ее задней части закреплены сваркой перья задних вилок. Спереди на винтах установлена стойка передней вилки, на которой крепятся кареточный узел и два кронштейна для фиксации оплеток троса рулевого управления. Концы троса соединены с помощью винтов с рулевой сошкой. Повороты на веломобиле осуществляются перемещением управляющей ручки вперед-назад.
Все остальные узлы и агрегаты устанавливаются на винтах Мб по месту (в соответствии с индивидуальными особенностями водителя).
Трансмиссия веломобиля состоит из кареточного узла с педалями, натяжного механизма, переключателя скоростей, промежуточного вала и двух цепных передач. При вращении педалей крутящий момент передается цепью на промежуточный вал, расположенный под передней кромкой сиденья. На нем установлен набор звездочек от велосипеда «Спутник» (желательно старой конструкции, так как эти звездочки более толстые и меньше изнашиваются). Промежуточный вал вращается в двух подшипниках № 200. Переключение передач производится ручкой. Для этого ее нужно повернуть вперед и переместить вправо или влево, на один или два паза. При этом ролик на правом конце тяги изменит положение цепи.
Для натяжения цепи служит специальный механизм. Он состоит из двух щек, двух подшипников № 201, шайба толщиной 0,8 мм, оси и оси-трубки нижнего подшипника. Последняя после сборки всего узла завальцовывается с двух сторон так, чтобы наружная обойма подшипника свободно вращалась. В свою очередь, весь механизм должен легко вращаться вокруг оси, которая закрепляется на угольнике-кронштейне. Поперечный люфт устраняется шайбами. Натяжение цепи выполняется пружиной. Как правило, провисание цепи очень небольшое. Для его уменьшения натяжной механизм должен занимать положение, близко к горизонтальному при свободном положении педалей.
Задние колеса взяты от велосипеда «Десна», причем левое - с тормозной втулкой. Переднее колесо веломобиля - «дутик» от самоката.
Кузов веломобиля состоит из деревянного реечного каркаса, обшитого дюралюминиевыми листами толщиной 0,3 мм. Рейки соединяются на накладках из тонкой жести с промазкой эпоксидным клеем. Обшивка держится на клее «Момент», а в наиболее ответственных местах прибита гвоздями, шляпки которых утоплены и зашпаклеваны. Дверные проемы закрываются съемными фартуками из прозрачной пленки на кнопках, установленных с внутренней стороны.
Рис.2. Кузов веломобиля:
1 - рама, 2 - кронштейн (2 шт.), 3 - уголок, 4 - кронштейн устройства натяжения цепи, 5 - планка с пазами, 6 - ручка переключателя скоростей, 7 - гайка М6, 8 - кронштейн промежуточного вала (2 шт.), 9 - винт М6 (8 шт.), 10 - каркас кузова (рейка 20X20 мм), 11 - подвижная ось, 12 - подшипник (№ 200), 13 - ролик, 14 - шайба, 15 - гайка М5, 16 - косынка (жесть), 17 - гвоздь (15 мм), 18 - шайба (6 шт.), 19 - ось, 20 - трубка-ось, 21 - пружина устройства натяжения цепи, 22 - вилка передняя, 23 - скоба, 24 - подшипник (№ 201, 2 шт.), 25 - щека (2 шт.), 26 - гайка М8, 27 - вал промежуточный, 28 - оболочка троса.
Рис.3. Рама:
1 - рулевая колонка, 2 - угольник (Ст. 3), 3 - кареточный узел, 4 - лонжерон («уголок» АМг-6), 5 - вилка.
Рис.4. Вал промежуточный:
1 - кронштейн (2 шт.), 2 - звездочка (Z= 19), 3, 5 - фланцы, 4 - вал, 6 - набор звездочек (Z1=15, Z2=19, Z3=22), 7 - корпус подшипника (2 шт.), 8 - винт Мб (4 шт.), 9 - подшипник (№ 200, 2 шт.)
Кузов крепится на раме в четырех точках.
Сиденье веломобиля сделано из труб от «раскладушки» и обтянуто сверху брезентом. На брезент кладется поролоновая подушка. Такая псевдоанатомическая конструкция очень удобна во время дальних походов, обеспечивает хороший упор для развития максимального усилия на педалях.
Поскольку веломобиль - транспортное средство, он обязательно должен быть снабжен световыми приборами: фарами, габаритными огнями, указателями поворотов и стоп-сигналом. Целям повышения безопасности служит и окраска кузова: белая с красными и синими полосами, она привлекает к веломобилю внимание и выделяет его на дороге.
Важное дополнение «Радуги» - прицеп. Он имеет деревянный каркас-основание, собранный из реек, на котором закреплены дно и борта. Стыки сделаны на гвоздях с промазкой эпоксидным клеем. По контуру бортов для жесткости пропущены рейки 20X20 мм. Колесные ниши закрыты кожухами из жести. Снизу каркаса на шурупах закреплены уголки - кронштейны колес. Колеса - самокатные. На передней части прицепа установлен сварной кронштейн. Прицеп оборудован дублирующими указателями поворотов, габаритов и стоп-сигналом.
Рис.5 Прицеп для веломобиля:
1 - нолик (фанера 6 мм), 2- боковая стенка (фанера, 2 шт.), 3 - поперечная стенка (фанера, 2 шт.), 4. 8, 17 - каркас (рейка 20 Х 20 мм), 5 - кожух (жесть, 2 шт.), 6 - ручка, 7 указатель поворотов (2 шт), 9- кронштейн-угольник (4 шт.), 10 - ручка (2 шт.), 11 - винт М4 (4 шт.), 12 - основание (рейка 20 X 30 мм), 13-шуруп (8 шт.), 14- кронштейн, 15 - подкос, 16- поперечина кронштейна.
Рис.6,7 Велопоезд с прицепом:
1 - «велотягач», 2 - ведомый веломобиль, 3 - электрокабель, 4 - прицеп, 5 - откидной колпак, 6 - шарнир, 7 - шайба, 8 - гайка М16 (2 шт.), 9 ось (Ст. 3), 10 - шайба (2 шт.), 11 - гайка М8 (2 шт.), 12 - кронштейн тягача.
И еще об одной особенности «Радуги», заложенной при проектировании,- это возможность совместного использования нескольких веломобилей в режиме «велосцепки». Этот вариант удобен во время дальних походов, когда каждый работает в меру своих сил, а отстающих или «убегающих» вперед нет. Управление находится в руках у руководителя, все едут вместе; по прибытии на место каждый веломобиль становится автономным. При эксплуатации таких «велопоездов» следует только учитывать, что при увеличении числа «модулей» увеличивается величина заноса на поворотах; при их прохождении необходимо снижать скорость.
А. Муравьев.
Моделист конструктор 03 1991
С тем, что веломобиль полезен для здоровья, думаю, спорить никто не будет. Ну а для любителей технического творчества он полезен вдвойне, так как позволяет приобрести неоценимый опыт перед созданием более серьезных конструкций. Веломобиль, о котором пойдет речь, был спроектирован и изготовлен в мастерской станции юных техников (СЮТ) нашего города, вместе с ребятами-кружковцами. Надо сказать, что идея его создания у меня возникла гораздо раньше, а потому материалы и большинство запчастей (в частности, колеса) заготовил сам, на свои средства. Правда, и колеса, и материалы большей частью подобрал от брошенных велосипедов, так что затраты были не столь уж велики.
Веломобиль - двухместный, четырехколесный. Передние колеса - рулевые, задние - ведущие. Экипаж имеет два педальных привода - каждый на свое колесо.
Рама веломобиля - сварная, двухлонжеронной схемы. Однако оба лонжерона и передняя поперечина выполнены как одна деталь - выгнуты из трубы наружным диаметром 40 мм - от поручня списанного городского автобуса. Концы лонжеронов загнуты вверх и вместе с приваренными к ним траверсами служат опорами спинок сидений.
Между опорами спинок сидений вварена задняя поперечина - она служит верхней опорой подвесных узлов (пружин и гидроамортизатора) заднего моста.
Передней опорой самих сидений служит невысокий портал, опертый своими стойками на оба лонжерона и тоже соединяющий их. В его середине смонтирована рукоятка ручного тормоза, а на концах перекладины - рычажки переключения скоростей.
Задний мост довольно необычной конструкции. Его основу составляет замкнутый подрамник, сваренный из дужек спинок металлических кроватей. По его сторонам закреплены в подшипниках полуоси ведущих колес с трехскоростным блоком приводных звездочек.
Двухместный, четырехколесный, двухприводной веломобиль с мягкой подвеской всех колес
Двухместный, четырехколесный, двухприводной веломобиль с мягкой подвеской всех
колес (детали поз. 7, 12, 14, 29, 30 выполнены из трубы диаметром 40 от
автобусных поручней) (нажмите для увеличения):
1 - переднее колесо (от велосипеда "Кама" доработанное); 2 - поворотный кулак; 3
- рулевой вал (дюралюминиевая труба O20); 4 - опорная стойка с втулкой рулевого
вала; 5 - педальный узел (от дорожного велосипеда, 2 шт.); 6 - рулевое колесо; 7
- портал (стальная труба O40); 8 - пружины задней подвески (от мопеда "Карпаты",
2 шт.); 9 - заднее колесо (от велосипеда "Урал", 2 шт.); 10 - суппорт ручного
тормоза; 11 - диск ручного тормоза; 12 - рама; 13 - поворотный кулак; 14 - балка
переднего моста; 15 - поперечная рулевая тяга; 16 - межколесная рулевая тяга; 17
- рулевой механизм (шестерня рейка); 18 - сиденье; 19 - рукоятка ручного
тормоза; 20 - приводная цепь (от дорожного велосипеда, удлиненная, 2 шт.); 21 -
рычажок переключения скоростей (от туристического велосипеда, 2 шт.); 22 -
продольные тяги подрамника заднего моста (уголок 35x35, 2 шт.); 23 - поперечина
продольных тяг (сталь, круг 10); 24 - косынка (2 шт.); 25 - привод заднего
колеса (2 шт.); 26 - подрамник заднего моста; 27 - полка подшипника полуоси
(уголок 35x35, 2 шт.); 28 - стойка суппорта ручного тормоза; 29 - траверсы
спинок сидений (2 шт.); 30 - задняя поперечина; 31 - ось качения подрамника; 32
- гидроамортизатор (от мопеда "Верховина"); 33 - основа сиденья (дюралюминий,
лист s 1,5, 2 шт.); 34 - подкладка сиденья (поролон, лист s30, 2 шт.); 35 -
чехол (капроновая ткань, 2 шт.); 36 - кронштейн крепления основы сиденья (сталь,
лист s1, 4 шт.); 37 - крепление основы сиденья (болт М6, 4 шт.); 38 -
втулка-ступица с фланцами заднего колеса; 39 - винт М12x30 с шайбой крепления
заднего колеса; 40 - резьбовая втулка М10 (2 шт.); 41 - наконечник оси (болт
М10, 2 шт.); 42 - шайба (капрон s3, 4 шт.)
Привод заднего колеса (нажмите для увеличения):
1 - втулка-ступица заднего колеса; 2 - подрамник заднего моста; 3 - подшипник
№203; 4 - корпус подшипника № 203; 5 - полуось; 6 - корпус подшипника №202; 7 -
подшипник №202; 8 - блок звездочек; 9 - подшипник № до 201; 10 - противопыльная
шайба; 11 - храповик; 12 - корпус блока звездочек; 13 - распорное дистанционное
кольцо; 14 - стопорное кольцо; 15 - стопорная втулка; 16 - гайка М12; 17 -
собачка; 18 - возвратная пружина; 19 - штифт; 20 - полки подшипников; 21 -
крышка; 22 - отбойник
На левой полуоси смонтирован (приварен) диск стояночного тормоза. Рабочие тормоза клещевые и действуют на передние колеса. Подрамник соединен с рамой (а точнее с порталом) посредством качающейся оси и двух косых рычагов, выполненных из равнополочного уголка № 2,5.
Подвеска передних колес - независимая на пружинах. Пружины помещены во втулки осей поворотных кулаков. Ход подвески небольшой, и амортизирует она только мелкие неровности дороги. Поэтому для смягчения удара от более крупных неровностей на оси с обеих сторон втулок установлены еще отбойники из мягкой резины (толстые шайбы).
Подвеска задних колес - "полунезависимая". Подрамник подвешен на пружинах (от мопеда "Карпаты") с гидравлическим амортизатором от мопеда "Верховина". Колеса машины разные. Передние - от велосипеда "Кама", задние - от велосипеда "Урал". Но те и другие - переделанные: у них были заменены втулки-ступицы более длинными (в два раза).
Надо отметить, что сборка колеса -дело непростое, и для облегчения этой операции был изготовлен кондуктор. Из листа фанеры вырезали круг диаметром, равным ободу колеса, а по его окружности закрепили четыре стойки-упора высотой, равной выступающей за пределы обода части втулки. Затем новую (удлиненную) втулку закрепили болтом с проставкой в центре фанерного круга и колесо укомплектовали спицами - сначала спица вставлялась в отверстие во фланце ступицы, а затем ее конец - в отверстие в ободе и наживлялся с легкой натяжкой. После установки всех спиц колесо снималось с кондуктора и спицы натягивались окончательно с проверкой на отсутствие в колесе "восьмерки".
Передние колеса - поворотные. Рулевое управление самодельное. Оно состоит из "баранки", трубчатого вала и рулевого механизма реечного типа с поперечной рулевой тягой. Рейка и наконечник тяги соединены с помощью шарового шарнира. Другой конец тяги соединен с рычагом поворотного кулака правого колеса, а от него к левому колесу идет еще одна - межколесная рулевая тяга. На передних колесах смонтированы и клещевые рабочие (ходовые) тормоза.
Привод веломобиля - педальный. У водителя и пассажира - у каждого свой, трехскоростной, независимый. Трех скоростей передач вполне достаточно для передвижения по любой пересеченной местности. Но следует признать, что при массе порожнего веломобиля в 55 кг одному человеку при движении на подъем крутить педали даже на самой низшей скорости тяжеловато.
Педальные узлы вырезаны в сборе из рам старых дорожных велосипедов и приварены на удобном расстоянии от сидений к лонжеронам. Трехскоростные блоки звездочек задних полуосей - самодельные, и только сами звездочки использованы от туристического велосипеда. Самодельный и натяжитель-переключатель приводной цепи.
Рулевой реечный механизм (нажмите для увеличения):
1 - рейка; 2 - втулка (бронза); 3 - корпус механизма; 4 - шестерня; 5 - гайка
М6; 6 - крышка; 7 - шаровой палец; 8 - болт М4 (4 шт.); 9 - контргайка М12; 10 -
резьбовой наконечник; 11 - тяга (труба Ø16)
Поворотный кулак переднего колеса:
1 - спица колеса; 2 - ступица-втулка; 3 - подшипник № до 201 (2 шт.); 4 - гайка
M10 с шайбой; 5 -ось; 6 - подшипник № до 202; 7 - гайка М12; 8 - втулка (бронза,
2 шт.); 9 - втулка балки переднего моста; 10 - пружина; 11 - балка переднего
моста; 12 - отбойник (резиновая шайба, s5); 13 - ось; 14 - скоба; 15 - шайбы
Кондуктор для сборки колеса (нажмите для увеличения):
1 - основание (фанера s10); 2 - дистанционная втулка (4 шт.); 3 - обод колеса; 4
- спида колеса; 5 - втулка; 6 - фланец втулки (2 шт.); 7 - болт М10; 8 - шайба
(2 шт.); 9 - гайка М10
Сиденья экипажа самодельные. Их основа, прикрепленная в четырех точках к элементам рамы, выполнена из дюралюминиевого листа толщиной 1,5 мм. На основу уложена подкладка - поролоновый коврик, который покрыт чехлом из яркой капроновой ткани.
В дальнюю дорогу обычно брал полиэтиленовую накидку, которой укрывал другие необходимые вещи, уложенные в багажник. Багажник представлял собой сетку, натянутую между лонжеронами и балкой переднего моста в носовой части экипажа (на чертеже не показан, но хорошо виден на фотографии).
Еще отмечу, что для соединения различных элементов рамы и подвесок в единую конструкцию пользовался бытовым сварочным аппаратом, а большинство мелких деталей вращения (оси, втулки и т.п.) выточены на маленьком школьном токарном станке.
Признаюсь, что кроме поездок по служебным делам, использовал веломобиль в течение двух сезонов (в теплое время года) для поездок на работу и обратно домой. К тому же в выходные совершал на нем с женой или братом вылазки на природу.
После двух лет эксплуатации на веломобиль, а конкретно на его заднее левое колесо был установлен двигатель Д-4 и началась его другая "жизнь" в качестве "мотомобиля". Именно этот вариант веломобиля переоборудованный в мотоэкипаж, изображен на фото.
В настоящее время автомобильные «пробки» и смог стали основной проблемой не только мегаполисов, но и небольших провинциальных городов. Развитие велотранспорта является хотя бы частичным решением данной проблемы, потому что этот тип машин не требует топлива и не загрязняет окружающую среду.
Велосипед – мобильный и маневренный транспорт, значительно сокращающий время на дорогу. Но он требует для устойчивости (балансирования) достаточно высокой скорости, а при остановках – быстрого соскакивания с седла или «выкидывания» ноги как дополнительной опоры. Потому велосипед – это все-таки транспорт молодых. А как быть остальным? Решение вопроса – веломобиль!
Увлечение велоспортом и техническим конструированием позволило мне создать в недалеком прошлом двухместный четырехколесный веломобиль-вездеход «Медведь». Он обладает неплохой проходимостью, но, к сожалению, небольшой скоростью. Приобретя при его создании определенный опыт, решил изготовить скоростной веломобиль для поездок по городу и загородных прогулок.
Просмотрев имевшуюся подшивку журналов «Моделист-конструктор» с 2005 по 2010 год, я ознакомился с несколькими конструктивными схемами веломобилей, выявил их достоинства и недостатки.
1 – переднее управляемое колесо (2 шт.); 2 – кареточный узел с блоком приводных звезд (покупной); 3 – стойка; 4 – ролик руля; 5 – руль; 6 – рама; 7 – чехол нижней ветви цепи (полиэтиленовая труба); 8 – «рога» руля; 9 – чашка сиденья (алюминиевый лист s2): 10 – направляющий ролик цепи; 11 – опора сиденья; 12 – подкос опоры сиденья; 13 – амортизатор; 14 – задний треугольник: 15 – шарнир; 16 – заднее колесо; 17 – кассета звездочек: 18 – компенсатор натяжения цепи; 19 – рулевые тяги; 20 – поворотный кулак (2 шт.); 21 – тормозная машинка-калипер (3 шт.); 22 – узел натяжения цепи и расположения каретки; 23 – чашка сиденья
1 – основная часть рамы (труба 30×30); 2 – вынос педального узла (труба 30×30); 3 – вынос задней вилки (труба 30×30); 4 – траверса рулевых колес; 5 – опора спинки сиденья (труба 25×25); 6 – подкос спинки сиденья; 7 – втулка поворотных кулаков (труба Ø30, 2 шт.): 8 – передний кронштейн подвески кожуха нижней ветви цепи; 9 – задний кронштейн подвески кожуха нижней ветви цепи; 10 – узел оси руля и поддерживающего ролика верхней ветви цепи; 11 – накладка (стальной лист, 2 шт.); 12 – передняя опора сиденья (уголок 40×40); 13 – задняя опора сиденья (уголок 40×40); 14 – опора спинки сиденья (труба 25×25); 15 – ось заднего поддерживающего ролика верхней ветви; 16 – втулка подвески заднего ведущего колеса; 17 – стяжные втулки крепления педального вала (2 пары)
Составил для себя техническое задание на одноместный веломобиль. Он представлялся мне легким, маневренным. скоростным, устойчивым, а также соответствующим требованиям безопасности.
Перед собой поставил следующие задачи:
1. Изучить и проанализировать научную, техническую литературу, интернет-источники по проектированию и сборке веломобилей.
2. Произвести анализ существующих конструкций веломобилей.
3. Выявить и внедрить конструктивные особенности, позволяющие иметь хорошую устойчивость и маневренность, развивать высокую скорость.
4. Изучить и освоить программы Microsoft Office Visio 2007, Google Sketch Up и с их помощью разработать чертежи и 3D модель.
5. Спроектировать веломобиль, разработать конструкторскую и технологическую документацию.
6. Построить веломобиль.
7. Разработать методику ходовых испытаний, провести их.
8. Выявить недостатки, поставить задачу по дальнейшему совершенствованию конструкции.
9. Определить области практического применения машины.
При проектировании и конструировании я опирался на нормативно-правовую базу РФ (ПДД ), учитывал требования «Временных технических требований к веломобилям», технологические возможности изготовления в домашней мастерской и уровень своих навыков в рабочих профессиях.
Для своего веломобиля выбрал трехколесную схему с двумя передними рулевыми колесами и одним задним – ведущим.
Для наглядности предварительно в компьютерной прогpaмме Google Sketch Up создал 3D-модель, на которой определил компоновку веломобиля.
1 – нижняя вилка; 2 – верхняя вилка; 3 – распор; 4 – наконечник вилки для установки заднего колеса (дропаут, «петух») 5 ушко крепления подвески к раме (2 шт.); 6 – ушко амортизатора (2 шт.)
1 – втулка рамы: 2 – ушко подвески (2 шт.); 3 – подшипник скольжения (полиэтиленовая труба Ø20×2); 4 – ось; 5 – винт М10 с уширенной головкой
1 – руль; 2 – регулируемые продольные тяги; 3 – регулируемая поперечная тяга; 4 – прижимной ролик; 5 – шаровые шарниры (4 шт.); 6 – втулки; 7 – планка; 8 – рама
Рулевое управление (прижимной ролик не виден); слева и справа -тормозные машинки, смонтированные на поворотных кулаках передних колес
Вилки задней полурамы-треугольника использовал от промышленного велосипеда – на них уже были места крепления переключателя скоростей и дисковых тормозов. Передние колеса – с консольным креплением к раме. Поворотные узлы в первой модификации были использованы от инвалидной велоколяски советского производства, а позже заменены на кулаки собственной конструкции.
Для придания машине индивидуальности и чтобы она была хорошо заметна на дороге, раскрасил ее в черно-желтые цвета. А по расцветке назвал свой веломобиль – «Шершень». С помощью программы Microsoft Office Visio 2007 составил рабочие чертежи, по которым и изготавливал веломобиль.
Чашка анатомического сиденья выколочена из листового алюминия, оклеена паролоном и покрыта кожзаменителем; что создает водителю удобство посадки, педалирования и управления машиной.
Основная часть рамы изготовлена из трубы квадратного сечения 30×30 мм, которая обеспечивает и легкость, и жесткость конструкции, являющихся необходимыми факторами нормального функционирования педальной машины. Место перегиба рамы под сиденьем усилено двумя накладками. Для выноса рулевых колес вперед траверса рамы имеет радиус загиба 1000 мм. Это сделано для лучшей развесовки веломобиля (равномерного распределения массы на все колеса), повышения курсовой устойчивости и чтобы траверса не мешала ногам крутить педали.
Регулировка натяжения цепи осуществляется с помощью телескопического крепления кареточного узла. Этим же достигается оптимальное расстояние от сиденья до педалей для разных веломобилистов. Эксцентриковые зажимы (взяты от крепления седла велосипеда) упрощают эту операцию. Вынос (консоль) педального узла (каретки), подвергающийся значительной деформационной нагрузке на скручивание и изгиб, усилен уголком из разрезанной по диагонали профильной трубы квадратного сечения 30×30 мм.
Для повышения комфорта при движении по неровным дорогам установлен амортизатор на заднюю часть рамы. Соединительный шарнир разработал и изготовил сам.
Рис. 6. Поворотный кулак (правый, левый – зеркально отображенный):
1 – цапфа колеса; 2 – шкворень; 3 – поворотный рычаг; 4 – кронштейн тормозного механизма (калипера)
Длины стандартной велосипедной цепи оказалось недостаточно, ее пришлось срастить из нескольких кусков. Чтобы избежать провиса и загрязнения цепи, нижнюю ее часть пропустил через полиэтиленовую трубу диаметром 20 мм, которую прикрепил хомутами к раме. Верхняя часть цепи проходит через два направляющих ролика, которые находятся под сиденьем.
Привод рулевого управления веломобиля осуществляется двумя руками, что способствует безопасности передвижения. Органы управления тормозной системой и переключения передач находятся на рукоятках руля.
Для изготовления рулевых тяг использовал поперечный стабилизатор легкового автомобиля, имеющий небольшие, подходящие для веломобиля, размеры. Система рулевых тяг выполнена по типу рулевой трапеции. Тяги имеют шаровые шарнирные наконечники, позволяющие избежать люфта рулевой системы, что улучшает управляемость и делает управление более информативным (повышает «чувство руля») и ограничивает угол поворота колес. Для возможности регулировки тяги были разрезаны и удлинены, на одной из половинок нарезана резьба М8.
Использование ролика от ремня ГРМ легкового автомобиля в качестве прижимного позволило сделать крепление руля удобным и надежным, а рулевую систему – компактной.
Для снятия поперечной нагрузки при повороте шкворень поворотного кулака на «Шершне-2» наклонен от вертикали на 15° (угол кастора), что позволяет колесам наклоняться к центру поворота.
Веломобиль имеет две тормозные системы: рабочую и стояночную, с приводом на заднее колесо. Стояночная тормозная система совмещена с рабочей.
Для повышения эффективности снижения скорости установил на «Шершень» дисковые тормоза. Чтобы установить передние дисковые тормоза, разработал втулку под усиленную консольную ось, имеющую крепление тормозного ротора. На поворотные кулаки установил тормозные калиперы.
Разработанная мной система тросов позволяет управлять передними тормозами одной рукой. Элементы тормозных систем легкодоступны для технического обслуживания и ремонта. На веломобиле установлены стандартные велосипедные шины, соответствующие по максимальной нагрузке и допустимой скорости технической характеристике «Шершня».
Для обеспечения безопасности и надежности при изготовлении веломобиля использовал следующие заводские велосипедные детали. Также применялись шарикоподшипники различных размеров и тяги стабилизатора легкового автомобиля. Ролики ГРМ и тяги стабилизаторов можно использовать бывшие в употреблении, которые можно найти на любом СТО. Стоимость покупных деталей составила около 17 000 рублей.
Испытания веломобиля проводились в соответствии с «Временными техническими требованиями к веломобилям» 1988 года, разработанными Центральным конструкторско-технологическим бюро велостроения (г.Харьков) совместно с секцией веломобилей Всесоюзной федерации велоспорта СССР при участии ГАИ СССР, редакции журнала «Техника – молодежи», и утверждены министерством автомобильной промышленности СССР.
Для измерения тормозного пути я пользовался общепринятой методикой. Веломобиль разгонялся до скорости 20 км/ч. При пересечении отметки производилось резкое торможение. Измерение проводилось в троекратном повторе. В результате средний тормозной путь составил около 3,8 метра.
Для проверки работоспособности стояночного тормоза снаряженный веломобиль устанавливался на поверхность с уклоном 16° и включался тормоз – машина оставалась неподвижной.
Испытания на скоростную маневренность проводились в спортзале МАОУ СОШ № 16 имени В. П. Неймышева города Тобольска. Была сооружена трасса протяженностью 100 м. Дистанция разделена на несколько этапов: старт, «змейка», поворот, «восьмерка», поворот и финиш. Радиус поворота – 7,5 м. Расстояние между конусами на этапе «змейка» и диаметры окружностей на этапе «восьмерка» равны трем метрам. Для сравнения скоростной маневренности дистанция была пройдена на велосипеде марки MTR и веломобиле в трехкратном повторе.
Средняя скорость прохождения дистанции примерно одинакова, отставание от велосипеда составляет в среднем 0,1 секунды.
При прохождении резких поворотов на большой скорости передние колеса и поворотные кулаки веломобиля хорошо держат большую поперечную нагрузку. По субъективным ощущениям «Шершень» при выполнении скоростных маневров устойчивее и безопаснее велосипеда.
Для замера наименьшего радиуса поворота веломобиля совершался кольцевой заезд по площадке. При этом радиус окружности по следу внешнего колеса составляет шесть метров. Веломобиль устойчив при движении на сухой асфальтированной площадке по кругу диаметром 50 м со скоростью 30 км/ч (явления заноса не наблюдается). На снежной дороге веломобиль разгонялся до максимальной скорости 30 км/ч.
ИСПЫТАНИЯ НА ТЯГОВОЕ УСИЛИЕ (FT)
Испытания проводились для сравнения тягового усилия велосипеда, веломобиля и веловездехода «Медведь» по методике испытания тракторов, описанной в книге «Промышленные тракторы» Ю. В. Гинзбурга . Испытания проводились на ровной бетонной площадке в помещении, температура воздуха в котором составляла +19 °С. Измерения осуществлялись электронным переносным динамометром АЦД, через который машина соединялась с грузом массой 500 кг.
Для измерения тягового усилия на динамометр равномерно прилагалась сила до момента пробуксовки колес, при этом фиксировалось максимальное значение. Испытания проводились в трехкратном повторе с расчетом среднего значения (результаты приведены в таблице 2).
В ходе тяговых испытаний удалось выяснить, что наименьшее тяговое усилие имеет веломобиль «Шершень».
Веловездеход «Медведь», изготовленный мной ранее, имеет большее тяговое усилие, но управляется он двумя людьми и имеет четыре ведущих колеса. При испытаниях веломобиля заднее колесо пробуксовывает и имеет меньшее сцепление с поверхностью, что говорит о смещении центра тяжести вперед. Вынос педального узла имеет достаточную жесткость и не подвергается деформации. Благодаря тому что тело имеет упор в спинку, есть возможность подать большее усилие на педали, по сравнению с велосипедом.
В ходе конструирования веломобиля «Шершень», проведения ходовых испытаний и многочисленных доработок были изучены особенности конструкции элементов веломобилей. Измерено тяговое усилие. Выявлены достоинства и недостатки моей конструкции, факторы, влияющие на скорость, прочность и маневренность.
К достоинствам «Шершня» можно отнести устойчивость, маневренность, высокую скорость, простоту конструкции управления, экологичность и бесшумность. Веломобиль привлекает к себе большое внимание благодаря своей необычной конструкции и яркому цвету, что также способствует безопасности на дороге. Желающие прокатиться на нем испытывают бурю положительных эмоций.
Веломобиль «Шершень» отлично подходит для активного отдыха, используется он и в качестве велотренажера.
Удобная посадка позволяет разгрузить спину, что может быть полезным для людей с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата.
Главные недостатки, по сравнению с велосипедом: большие габариты, высокая себестоимость. В связи с тем что при создании «Шершня» я учитывал свои антропометрические данные – не всем людям удобно на нем ездить.
Для управления веломобилем нет необходимости получать водительское удостоверение, но надо ознакомиться с §24 ПДД Российской Федерации, которым регламентируется движение велотранспорта .
Веломобиль можно использовать как транспортное средство для прогулок по городу, походов по шоссе с асфальтовым покрытием и даже грунтовым твердым дорогам. Его можно применить и на производстве как внутризаводской транспорт – для передвижения сотрудников по территории заводов и больших цехов (кстати, это благотворно скажется и на их здоровье).
Веломобиль – устойчив, что позволяет передвигаться на нем людям, не умеющим ездить на велосипеде, и при этом избегать травматизма, а также использовать его как «подручное» средство передвижения жителей городов, особенно людей пожилого возраста или с ограниченными физическими возможностями. Да и молодые автомобилисты не откажут себе в удовольствии прокатиться с комфортом, а заодно и размять мышцы.
При желании, веломобиль можно оборудовать багажником для перевозки мелких грузов и прицепом для перевозки грузов массой до 100 кг. Такой самодельный прицеп эксплуатирую уже несколько лет. Летом хочу провести ходовые испытания веломобиля с прицепом в условиях многодневного велопохода.
Практическая значимость машины заключается в том, что этот проект можно предложить для изготовления транспортного средства в домашней мастерской людям, имеющим навыки слесарных и сварочных работ.
И. БАЛИН, г. Тобольск, Тюменская обл.
Источники информации:
1. Гинзбург Ю.В., Швед А.И., Парфенов А.П. Промышленные тракторы. – М.: «Машиностроение», 1986.
2. Егоров А. Тролль – деловой веломобиль. – «Моделист- конструктор», № 7-1989.
3. Егоров А. Трехколесный семейный. – «Моделист-конструктор» № 1, 1986.
4. Правила дорожного движения Российской Федерации. – М.: «Информбюро», 2014.
5. Сергеев И. Амфипед. – «Моделист-конструктор», 1980.
Кроме простоты - основного достоинства велосипеда, эта прогулочная велоколяска имеет перед своим «прародителем» и преимущества, главные из которых - хорошая устойчивость в движении и при остановках и удобная, как в автомобиле, посадка водителя.
Прототипом послужил веломобиль, опубликованный в каком то журнале. Но его довольно сложная пространственная рама, двухступенчатые привод и рулевое управление заставили задуматься над тем, как бы упростить эти узлы и сделать машину полегче. Считаю, что задачу удалось решить и даже получить авторское свидетельство на изготовление промышленного образца.
Предлагаю читателям описание и рисунки усовершенствованной веломобиля.
Такая «редукция» веломобиля-прототипа привела, по сути, к созданию новой машины - от прежней осталась только компоновка: два передних рулевых колеса и одно ведущее заднее. Поэтому, прежде чем перейти к описанию узлов велоколяски, стоит отметить те из них, которых коснулись наиболее радикальные изменения.
Во-первых , облегчена до 4,5 кг рама - вместо пространственной она стала плоскостной. Во-вторых , двухступенчатый привод с промежуточным валом (понижающим редуктором) упрощен до одноступенчатого с удлиненной цепью, что повысило коэффициент полезного действия передачи. В-третьих , многоскоростная втулка ведущего колеса заменена на односкоростную, при этом отпала необходимость в ручном тормозе. В-четвертых , руль из-под сиденья перенесен на привычное место - на колонку перед водителем, что устранило лишнюю ступень в рулевом управлении. Наконец, в-пятых, «шезлонговое» сиденье заменено более простым, но жестким с наклоненной назад спинкой, которое обеспечило лучший упор при нажатии ногами на педали, что особенно важно при движении на подъем.
В результате таких переделок общая масса машины уменьшилась до 20 кг (у прототипа она составляла 26 кг), обеспечивая практически те же потребительские качества, что и прототип с многоскоростным приводом.
Пошаговое строительство веломобиля
Рама веломобиля состоит из двух продольных лонжеронов длиной 1200 мм, выполненных из стальной трубы диаметром 25 мм. Впереди лонжероны сходятся, и здесь к ним приварен корпус каретки педального привода от старого складного велосипеда. На расстоянии 420 мм от оси каретки к лонжеронам снизу приварена поперечная балка - траверса длиной 640 мм со шкворневыми втулками на концах. Траверса выполнена из стальной трубы диаметром 28 мм, втулки - из трубы диаметром 18мм В месте соединения с траверсой лонжероны имеют небольшой изгиб и дальше идут параллельно друг другу. Концы их сплющены в вертикальной плоскости и снабжены наконечниками от задней вилки дорожного велосипеда. На расстоянии 395 мм от оси наконечников между лонжеронами вварена распорка с ушком для крепления грязевого крыла.К траверсе спереди приварена рулевая колонка длиной 330 мм из трубы диаметром 28 мм. Устойчивость ее обеспечивают две фигурные косынки.
База (расстояние между осями колес) у велоколяски, по сравнению с прототипом, немного уменьшена (уменьшился и радиус поворота), а колея (расстояние между передними колесами) - увеличена.
Ходовая часть, подвеска колес и рулевое управление - довольно незамысловатые. Заднее ведущее колесо, как и велосипедное, крепится в наконечниках вилки лонжеронов. Подвеска же передних рулевых колес, хотя и отличается от обычной велосипедной и больше похожа на автомобильную шкворневую, но тоже несложная - углы развала и схождения колес не регулируются.
Шкворни свободно вставлены в бронзовые подшипники скольжения (можно использовать и фторопластовые) втулок на концах траверсы, затянуты сверху корончатыми гайками и зашплинтованы через отверстия, просверленные в резьбовых концах шкворней. Шкворни имеют головки в форме куба со сквозными боковыми отверстиями диаметром 12 мм. В этих отверстиях закреплены оси (цапфы) передних рулевых колес.
В нижней грани головки каждого шкворня сделаны паз и два диагональных глухих резьбовых отверстия М4. В пазах двумя винтами М4 каждый закреплены концы поворотных рычагов. Другие их концы шарнирно соединены со сплющенными наконечниками поперечной рулевой тяги из стального прутка диаметром 7 мм. В середине тяги приварена проушина для шарнирного присоединения свободного конца рулевой сошки. Другой конец сошки приварен к нижнему торцу рулевого вала, выполненного из тонкостенной стальной трубы диаметром 21 мм, в верхней части которой сделана продольная прорезь.
Вал в бронзовых (или фторопластовых) подшипниках скольжения помещен в рулевую колонку, сверху в него вставлена стойка руля, и все детали в месте прорези стянуты хомутом. Еще два хомута на этом же валу сверху и снизу рулевой колонки препятствуют его продольному смещению.
Привод (трансмиссия) ничем не отличается от привода обычного дорожного велосипеда, только немного длиннее цепь. Ее натяжение регулируется перемещением оси втулки заднего колеса в пазах наконечников вилки. Когда цепь вытянется, достаточно удалить из нее одно или два звена, чтобы таская регулировка снова стала возможной.
Сиденье велоколяски обычное - типа стула, только спинка его отклонена на значительный угол для более удобной посадки водителя. Основа сиденья - дуга из стальной тонкостенной трубы диаметром 16 мм с четырьмя поперечинами из стального П-образного профиля размерами 55x10 мм. К по-тюречинам прикреплены подушки самого сиденья и спинки. Подушки простые: на фанерное основание приклеен поролон и обтянут сверху дерматином.
Расположение сиденья на раме выбиралось с учетом оптимального распределения нагрузки от массы водителя на колеса. Учитывалось и то, что высота посадки водителя должна обеспечивать ему необходимый обзор при движении в транспортном потоке. Поэтому сиденье установлено на двух стойках-кронштейнах, выполненных из такого же профиля, что и поперечины, только размер полок у него 15 мм. Кронштейны притянуты к лонжеронам рамы парой скоб при помощи четырех болтов М5 каждая. Такое крепление позволяет при необходимости передвигать сиденье (взад или вперед) для регулировки расстояния до педалей по росту водителя.
Упрощение конструкции велоколяски, по сравнению с прототипом, не повлекло за собой окончательной ликвидации прежних элементов, создающих (хотя и незначительные) комфортабельные условия езды. При желании, не изменяя рамы и рулевого управления, можно установить многоскоростной привод, обтекатель с лобовым стеклом и крышей и подголовник сиденья, превращая таким образом велоколяску опять в веломобиль.
Русанова Светлана Анатольевна
Этот веломобиль папа сделал для своей любимой Златушки . Нашу дочь вы уже часто встречали в других моих публикациях, где мы делаем разные поделки. Сейчас в магазинах очень много аккамуляторных машин, которые нужно часто заряжать, да и пользы от них никакой, в то время как веломобиль отлично развивает .
Это достойный аналог обычному велосипеду , который позволит приучить малыша к езде. Веломобиль представляет собой , как видно из названия, гибрид велосипеда и автомобиля . Это четырехколесное транспортное средство, которое оснащено удобным сидением и рулем, подобным обычному автомобильному.
Такое транспортное средство не может развивать большую скорость, не нужно бояться, что ребёнок выпадет.
Сама конструкция веломобиля такова , что его сложно перевернуть. Он устойчиво стоит на всех четырех колесах, поэтому можно не беспокоиться. Теперь папа с удовольствием гуляет с доченькой и ловит восхищённые взгляды и делится опытом как самому сделать такой веломобиль
Публикации по теме:
Наши дети очень любят мастерить поделки своими руками. Творчество привлекает их возможностью проявить свои способности, заняться интересным.
В рамках недели книги в детском саду проводилась выставка самодельных книг. Поскольку я не только воспитатель, но и мама двоих детей, которые.
Предлагаю изготовить из подручного материала подарок для наших мамочек. Цели:Изготовлять цветы своими руками для родных и близких. Задачи:1.
Уважаемые коллеги!Женский праздник уже на пороге! Хочу представить вашему вниманию масстер-класс по изготовлению цветка для подарка вашим.
С наступлением лета очень хочется украсить свой участок. В ход идут различные предметы,которым мы даём шанс второго существования. Так из.
Скоро 8 марта что же подарить в этот прекрасный день? Ведь педагог заслуживает большой награды за свой труд! Вот решила сделать своими руками.