Все о конструировании, в помощь конструктору,
советы бывалых, статьи для детского и взрослого творчества
Дата создания
сайта:
24/02/2013 Дата обновления главной страницы:
28.02.2015 15:59
Изобретаем веломобиль, как сделать
веломобиль своими руками
Веломобиль "Велотрон"
"Велотрон", сконструированный инженером Полтавского автоагрегатного
завода Владимиром Мазурчаком,- призер конкурса самодельных веломобилей в
Шяуляе. Как показала эксплуатация машины в течение нескольких лет, она
проста в управлении, безопасна на дорогах, не создает помех в общем
потоке транспорта, годится и для деловых поездок, и для отдыха.
Благодаря вместительному багажнику такой экипаж особенно подойдет
огородникам, дачникам, садоводам.
"Велотрон" состоит из рамы с сиденьем типа "шезлонг" (рис. 43),
переднего рулевого колеса, расположенного в поворотной раме с педальным
приводом и цепной трансмиссией, двух задних неповоротных колес.
Веломобиль рассчитан на малогабаритные колеса от велосипедов ММВЗ или
"Десна", хотя опробован и на других колесах. Больший их диаметр возможен
только для ездока ростом не менее 170 см, так как рулевое колесо
расположено между ног.
Низкое положение сиденья, а значит, и центра тяжести даже при
сравнительно небольшой колее задних колес и малой базе делает машину
удобной и устойчивой: и на крутых виражах опрокидывание практически
исключается, в худшем случае начинается движение на двух колесах, как на
обычном велосипеде - переднем и одном заднем, пока не будет устранен
момент опрокидывания. Недостаток конструкции - боковой момент,
возникающий на руле при нажатии на педали. Но это ощутимо лишь при
преодолении подъема на ровном же участке это не чувствуется.
Если у конструктора имеются иные, чем показано на рисунках,
комплектующие детали, он должен самостоятельно выполнить графические
работы в масштабе 1:1. При этом сначала нужно определить расстояние
между педалями и так называемой антропометрической точкой А - местом
пересечения линий спинки и низа сиденья (рис. 44). Для человека среднего
роста оно примерно равно 950-1000 мм. Во время измерений ноги должны
быть чуть согнуты в коленях, а ступни находиться на уровне сиденья.
Спинке придается наклон 30-45R.
Угол наклона цепной вилки к горизонту зависит от диаметра колес и может
быть 30+15°. Каретка привода не должна располагаться ниже 350 мм от
дороги, иначе при педалировании пятка будет задевать за неровности
покрытия.
Антропометрическая точка А, в свою очередь, не должна быть выше каретки.
Желательно также, чтобы расстояние от центра каретки до оси колеса
составляло не более 400-500 мм, а зазор между шиной колеса и вилкой - не
менее 5 мм.
Как видно из рис. 44, положение тела ездока почти горизонтальное, что
аэродинамически оправдано. Угол наклона спины к горизонту предпочтителен
меньше 45°. При этом угол между согнутой ногой веломобилиста и телом
такой же, как и у велогонщика, только в веломобиле ездок выгодно
повернут в пространстве. Шея и часть спины ездока должны быть примерно
вертикальны, что обеспечивается соответствующим устройством сиденья с
подголовником. Реакция от ног на педали смещает ездока в противоположную
сторону. Это перемещение ограничено резким закруглением спинки сиденья
вверх и соответствующим оформлением заплечиков. Сиденье в целом
достаточно жесткое, что обеспечивает высокий КПД при передаче энергии от
человека к машине.
Наиболее ответственно надо отнестись к изготовлению поворотной рамы с
приводом на переднее колесо и каркаса сиденья.
Рис. 44. Схема определения антропометрической
точки А
В качестве переднего приводного колеса использовано заднее колесо
велосипеда с тормозной втулкой. И наоборот, задними колесами веломобиля
служат передние колеса велосипеда; они установлены на самодельных
полуосях (рис. 47). Применять эти колеса с обычными полуосями при
консольном закреплении нельзя из-за малой их прочности на изгиб. Нельзя
также крепить их в велосипедных вилках, приваренных к раме, так как
конструкция не будет жесткой по отношению к боковым нагрузкам и колеса
вскоре перестанут быть параллельными друг другу. Полуоси должны быть
выполнены из высококачественной стали и закалены ТВЧ с высоким отпуском,
а также тщательно подогнаны к втулкам колес.
Показанная на рис. 45 поворотная рама изготовлена из передней и задней
цепных вилок велосипедов "Десна" или ММВЗ. От рамы велосипеда отделяется
цепная вилка с кронштейнами оси, которые с помощью ножовки освобождаются
от подкосных труб. Перед креплением передней вилки ее зажимают в тиски и
разводят перья до 110-115 мм, затем удаляют с них кронштейны.
В цепную вилку вставляют заднее колесо, ось которого должна быть в
центре кронштейнов, и примеряют переднюю вилку, надевая ее разрезанными
концами перьев на кронштейны цепной вилки. Правильной центровки вилки по
отношению к колесу необходимо добиться за счет подгонки перьев передней
вилки, а также выдержать расстояние от оси колеса до основания перьев
передней вилки примерно 275-280 мм.
Когда центровка будет обеспечена, а угол между прямыми участками вилок
составит 90-95°, высверливают отверстия в концах передней вилки и
кронштейнов, вставляют по одному стальному штифту диаметром 2 мм (из
проволоки или гвоздя) и расклепывают их. Теперь колесо можно снять и еще
раз проконтролировать соединение. Для соединения каретки с основанием
передней вилки подготавливают две трубы диаметром 12-14 мм. Трубы должны
иметь косой срез и быть подогнаны по месту.
Передняя рама готова к сварочно-паяльным работам. Сначала газовой
сваркой на свои места приваривают две трубы, а потом латунью паяют
соединения заштифтованных концов. Рулевую трубу передней вилки
конструктор укоротил до 140 мм. Соединение задней рамы с балкой
выполнено регулируемым, но достаточно жестким: от этого во многом
зависит общая жесткость конструкции. Стыковочная труба должна иметь
диаметр не менее 36 мм и толщину стенки не менее 1,8 м (элементы рамы
складного велосипеда использовать для этой цели не следует).
Прежде чем приступить к работе над элементами задней рамы, рекомендуется
вычертить ее боковой вид в масштабе 1:1 (см. рис. 45) и прикладывать к
этому шаблону подготовленные к сварке детали. Подготовленные детали
предварительно соединяют дуговой сваркой, производят рихтовку и
окончательную газовую сварку, приварив предварительно срединные втулки к
половинкам рамы. Их соосность обеспечивают вставленным стержнем
диаметром 14 мм. Последней приваривают стыковочную трубу, а на нее -
кронштейн крепления сиденья.
Если собранная задняя рама в профиль соответствует масштабному чертежу,
предварительно приваривают кронштейны крепления щитков. Хвостовая часть
задней рамы приподнята, чтобы устранить заметный прогиб этой части на
загруженном веломобиле. Багажник в виде решетки из алюминиевого сплава
любым способом крепится к задней раме снизу. На спинке сиденья может
быть закреплена небольшая багажная сумка.
Каркас сиденья (рис. 46) изготавливают из листа алюминиевого сплава
толщиной 2-3 мм, предварительно вырезав из него контур заготовки с
надрезами. Затем вычерчивают боковой (внутренний) профиль каркаса,
пользуясь координатной сеткой, в масштабе 1:1. Заготовку каркаса
изгибают по этому профилю и киянкой отгибают борта (по центральной части
высотой до 20- 25 мм, по низу и верху -до 10-15 мм).
Участки каркаса с отверстиями под опорные стойки (см. рис. 43) нужно
усилить двумя планками, приклепав их к каждому отгибу. Все острые края
обрезаются и закругляются. На каркас сиденья наклеивают поперечные
полоски поролона длиной 60-80 мм и толщиной 30-40 мм, дополнительно
закрепив их шнуром в зонах резких перегибов через просверленные
отверстия. Сверху поролон обтягивают тканью.
Хранить веломобиль можно в квартире, так как габариты позволяют
поднимать его в лифте и проносить через проем стандартной двери.