Велосипед булатова

Реферат: Велосипед містить раму, переднє кероване колесо, яке встановлено в вилці, заднє провідне колесо, до обода якого прикріплені спиці, каретковий вузол з шатунами і педалями, трансмісію, виконану у вигляді силового кінематичного зв'язку, сідло, гальмо. Заднє провідне колесо забезпечене бічними кришками, трансмісія та каретковий вал розміщені у втулці заднього колеса. Каретковий вал встановлений у втулці ближче до обода по напрямку до передньої вилки. Корпус втулки за допомогою спиць з'єднаний з ободом колеса. Каретковий вал з підшипниками встановлений в отвори бічних кришок, на яких обертається корпус втулки заднього колеса і до яких, за допомогою болтового з'єднання, прикріплена рама. Каретковий вал з шатунами з вбудованою трансмісією, гальмами (або без гальм) перенесений з рами в заднє колесо, ближче до обода по напрямку до передньої вилки. трансмісія має прямий привід на колесо, без ланцюга або ременя. UA 112439 U (54) ВЕЛОСИПЕД БУЛАТОВА UA 112439 U UA 112439 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до велосипедного машинобудування, а саме до двоколісних велосипедів, що приводяться в дію мускульною силою людини, та може бути використана в транспортному машинобудуванні для виробництва велосипедів: гірських, дорожніх, підліткових та інших. Відомо, що при їзді на велосипеді для досягнення максимальної або оптимальної швидкості пересування в умовах зміни профілю траси і впливу зовнішніх факторів використовуються, як правило, механічні ланцюгові передачі з постійним або змінним передавальним числом. Недоліком велосипедів з такими передачами є те, що вся трансмісія велосипеда за рахунок того, що всі її вузли відкриті для впливу факторів зовнішнього середовища схильна до швидкого зносу і має малий ресурс експлуатації, в результаті, як показує практика обслуговуючих сучасні трансмісії велосипедів, потрібна періодична заміна ланцюгової передачі в середньому з частотою від 1000 до 3000 км пробігу велосипеда, заміна задніх зірочок з частотою від 2000 до 5000 км пробігу, передніх зірочок системи шатунів з педалями з частотою від 3000 до 7000 км. З огляду на те, що наприклад спортсмен або фізкультурник середнього рівня проїжджає щодня за одне тренування в середньому 50 км, а спортсмени високого рівня проїжджають щодня в середньому 150 км, термін експлуатації ланцюгової передачі такого велосипеда, наприклад, в середньому становить всього від 20 до 60 тренувань, що є надзвичайно малим терміном. Крім того, спеціалістам в даній області відомо, що при існуючій топології та розташуванню кареткового вузла з педальним приводом та сідла для велосипедиста, в відомих велосипедах велосипедист при педалюванні повинен приймати незручне положення тулуба, яке вимагає значних м'язових зусиль. З рівня техніки відомий велосипед (Патент України №95307, МПК B62K 3/00, B62M 1/00, опубл. 25.12.2014, Бюл. №24), що містить раму, на якій закріплено переднє і заднє колеса, сідло водія, кермо, вилку переднього колеса та привід, який містить перетворювач руху педалі, вал каретки, втулку, ведене зубчате колесо, ведучу зірочку, ланцюг, ведену зірочку, обгінну муфту та вал заднього колеса, перетворювач рухів педалі містить ведуче зубчате колесо, ліву та праву педалі, лівий та правий подовжені шатуни, корпус, в якому встановлені ведучий вал, дві втулки шатунів, дві обгінні муфти, два зубчаті конічні колеса та одне проміжне зубчате конічне колесо, вал якого встановлено перпендикулярно до ведучого вала, який відрізняється тим, що містить лінійний привід, який містить блок педаль-кареток, привідний круглий ремінь, обмотаний кілька разів кругом шківа, та зубчатий перетворювач прямолінійно-зворотних рухів педаль-кареток в обертові рухи вала, блок педаль-кареток містить ліву та праву напрямні, ліву та праву педалькаретки, каркасні пластини, ліву та праву півосі напрямних, три пари коліщаток лівої педалькаретки, три пари коліщаток правої педаль-каретки, дві амортизаційні пружини та каркасну розпору, зубчатий перетворювач прямолінійно-зворотних рухів педаль-кареток в обертові рухи вала містить шків, дві пари напрямних роликів привідного ременя, чотири валики та корпус, в якому встановлені вал шківа, два опорних підшипники, зубчате конічне колесо, ведучий вал, два опорних підшипники, два зубчатих конічних колеса та дві обгінні муфти. Запропонований лінійний привід є досить цікавим рішенням, але передача крутного моменту за допомогою рухів направлених вниз (вертикально) на вал заднього колеса потребує більших зусиль велосипедиста, ніж за допомогою загальновідомого педального приводу. Крім того, не можливо реалізувати захист ланцюга від впливу зовнішнього середовища (опадів, бруду). Відомий велосипед (Патент України №64142, МПК B62K 3/00, опубл. 25.10.2011, Бюл. №20, 2011 р.), що містить раму, переднє кероване колесо, яке встановлене у вилці, заднє ведуче колесо, що встановлене на рамі, шатуни з педалями, сідло, гальмо. Педальний привід велосипеда встановлений на валу заднього колеса та складається з жорстко закріплених з обох боків вала заднього колеса шатунів з педалями, між якими жорстко закріплені на валу центральна втулка, зі встановленими в ній підшипниками, та підшипникова опора. Недоліком даної конструкції є незручна поза велосипедиста, що призводить до виконання ним значних мускульних зусиль, що в свою чергу зменшує швидкість руху. Крім того, наявність механізму складання велосипеда, а саме болтів, планок, конічних втулок, підвищує масу велосипеда. Відомий дитячий велосипед з конічним зубчастим колесом (Патент на винахід US № 6446995 В1, МПК B62M 11/06, B62M 17/00, B62M 11/10, B62К 9/00, опубл. 10.09.2002), в якому ланцюговий привід замінений на канонічну передачу. Недоліком велосипеда є складна технологія виготовлення і збірки конічних зубчастих коліс. Також великі осьові і вигинисті навантаження на вали, які виникають при експлуатації такого велосипеда, приводять до досить частого технічного обслуговування велосипеда. Відомий велосипед (Патент РФ на корисну модель №78162, МПК B62K1/00, B62K3/00, B62M1/00, B62H1/12, опубл. 20.11.2008 р.), що містить щонайменше одне колесо з елементами рами, механізм ручного гальмування і забезпечений двома обгінними муфтами механізм 1 UA 112439 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 педального приводу з кареткою, в якому ведена зірка приводу жорстко з'єднана зі втулкою ведучого колеса, а провідна зірка вільно встановлена на осі каретки і з'єднана з педальними шатунами за допомогою обгінних муфт, в якому каретка встановлена на осі ведучого колеса, на передній вилці якого у втулці на загальній осі встановлені проміжні зірки механізму приводу, з'єднані ланцюговими передачами з провідною і відомою зірками. Недоліками відомого велосипеда є те, що у педальному приводі крутний момент передається за допомогою ланцюга, що не може забезпечити високий рівень надійності приводу на значних швидкостях. Оскільки для ланцюгів характерні нерівномірність ходу, тобто пульсація швидкості ланцюга, нерівномірність передачі крутного моменту, особливо при значних швидкостях, а також зіскакування ланцюга з керованої зірочки та витягання ланцюга у процесі експлуатації. Найближчим аналогом є крутокат (Патент України №47564, МПК B62K 3/00, опубл. 10.02.2010, Бюл.No 3, 2010 р.), що містить paмy, на якій закріплена рульова колонка, руль, переднє та заднє колеса, в якому рама виконана із порожнистого стрижня, на одному боці якого приєднана підпірка, а з другого - укосина, до якої приєднана рульова колонка з рулем і переднім колесом, а з боку підпірки до стрижня приєднана нерухомо стійка заднього колеса, до верху якої закріплено сідло, а до низу стійки закріплене заднє колесо з передавальним механізмом, в якому педалі створюють обертання співвісно з обертанням заднього колеса. Недоліком даної конструкції є неповна ізоляція трансмісії від зовнішнього середовища, що призводить до підвищення зносу даної трансмісії. Задача запропонованої корисної моделі полягає в значному збільшення ресурсу і терміну експлуатації трансмісій (багатошвидкісних і одношвидкісних) велосипеда, а також зменшення довжини та ваги велосипеда. Додатковою задачею даної корисної моделі є вдосконалення конструкції створення велосипеда, яка дозволяє оптимізувати біомеханічну ефективність рухів велосипедиста. Поставлена задача вирішується тим, що запропонований велосипед, що містить раму, переднє кероване колесо, яке встановлено в вилці, заднє провідне колесо, до обода якого прикріплені спиці, каретковий вузол з шатунами і педалями, трансмісію, виконану у вигляді силового кінематичного зв'язку, сідло, гальмо, згідно з корисною моделлю, заднє провідне колесо забезпечене бічними кришками, трансмісія та каретковий вал розміщені у втулку заднього колеса, причому каретковий вал встановлений у втулці ближче до обода по напрямку до передньої вилки, зазначений корпус втулки за допомогою спиць з'єднаний з ободом колеса, крім того, каретковий вал з підшипниками встановлений в отвори бічних кришок, на яких обертається корпус втулки заднього колеса і, до яких за допомогою болтового з'єднання прикріплена рама. Трансмісія є одношвидкісною трансмісією. Крім того, трансмісія, яка встановлена в задній втулці, є одношвидкісною трансмісією з гальмами. Крім того, трансмісія є багатошвидкісною трансмісією. Крім того, трансмісія, яка встановлена в задній втулці, є багатошвидкісною трансмісією з гальмами. Поставлена задача, яка вирішується в процесі експлуатації запропонованої корисної моделі, обумовлена ознаками, які відрізняють її від ознак подібних велосипедів, описаних згідно з відомим рівнем техніки, зокрема найближчого аналога. Збільшення ресурсу і терміну експлуатації трансмісій відбувається за рахунок того, що весь механізм трансмісії та кареткового вала знаходиться в закритому корпусі втулки заднього колеса і не піддається атмосферному впливу, такому як дощ, сніг, туман, бруд, пісок і так далі; трансмісія має прямий привід на колесо, без ланцюга або ременя. Зменшення довжини та ваги велосипеда забезпечується тим, що каретковий вал з рами переноситься у втулку заднього колеса приблизно на 25 см. Тому і сідло з вилкою також переноситься на 25 см назад, за рахунок цього велосипед стає коротшим (на відміну від традиційних велосипедів). Крім того, рама стала коротше і складається з трьох труб, а не з семи труб, як в стандартних велосипедах. Також виключення з конструкції велосипеда ланцюга, передньої і задньої зірочки зменшує масу велосипеда. Також, так як велосипед став коротшим, то їм легко маневрувати особливо на пересіченій місцевості. Запропонована корисна модель пояснюється кресленнями, де на фіг.1 зображено зовнішній вигляд велосипеда, на фіг.2 - приклад трансмісії запропонованого велосипеда (поздовжній розріз), на фіг.3 - приклад трансмісії запропонованого велосипеда (поперечний розріз), на фіг.4 розріз А-А на фіг.3. В описі корисної моделі використані такі позначення: 1 - рама велосипеда; 2 - переднє колесо; 3 - вилка переднього колеса; 2 UA 112439 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4 - заднє повідне колесо; 5 - каретковий вал; 6 - шатуни; 7 - педалі; 8 - сідло; 9 - втулка заднього колеса; 10 - обід заднього колеса; 11 - спиці заднього колеса; 12 - підшипники, за допомогою яких кріпиться каретковий вал 5 до бічних кришок; 13 - бічні кришки; 14 - шестірня, яка закріплена на каретковому валу 1; 15 - подвійна шестірня з храповиком; 16 -велика подвійна шестірня; 17 - вісь обертання шестірні 14; 18 - вісь обертання шестірні 15; 19 - зубчатий вінець; 20, 21 - конуси; 22 - насипні кульки; 23 - корпус підшипника кареткового вала; 24 - отвори під стяжні болти 26; 25 - отвори під стяжні болти 27; 28, 29 - гумові пильники. Запропонована корисна модель (як показано на фіг.1-4) містить раму 1, переднє кероване колесо 2, яке встановлено в вилці 3, заднє провідне колесо 4, прикріплене до рами 1, і до обода 10 якого прикріплені спиці 11, каретковий вал 5 з шатунами 6 і педалями 7, трансмісію, виконану у вигляді силового кінематичного зв'язку, сідло 8, гальмо (не показане). Заднє провідне колесо 4 забезпечене бічними кришками 13, трансмісія та каретковий вал 5 розміщені у втулці 9 заднього колеса 4. При цьому каретковий вал 5 встановлений у втулці 9 ближче до обода 10 по напрямку до передньої вилки 3. Корпус втулки 9 за допомогою спиць 11 з'єднаний з ободом 10 колеса, крім того, каретковий вал 5 з підшипниками 12 встановлений в отвори бічних кришок 13, на яких обертається корпус втулки 9 заднього колеса і, до яких за допомогою болтового 26 з'єднання прикріплена рама 1. Бокові кришки 13 між собою з'єднуються болтами 27. Новим є те, що каретковий вал 5 перенесений у втулку 9 заднього колеса, але не по центру, а ближче до обода 10 заднього колеса 4 по напрямку до передньої вилки 3 (наприклад, на відстань від 5 до 30 см). Крім того, діаметр втулки 9 значно збільшений для того, щоб в ній були розміщені: - одношвидкісна трансмісія або одношвидкісна трансмісія з гальмами; - багатошвидкісна трансмісія або багатошвидкісна трансмісія з гальмами. Також конструкція велосипедного колеса 4 має бічні кришки 13, на яких обертається корпус втулки 9, корпус якої за допомогою спиць 11 кріпитися до обода 10, на який встановлені покришка з камерою. Бічні кришки 13 є несучими на них кріпиться каретковий вал 5, а також до них кріпиться рама 1 на двох або більше болтах 26, що дозволяє робити раму як одноногою, так і двоногою. Бічні кришки можуть бути виготовлені з алюмінію. Герметичність корпусу втулки 9 забезпечують гумові пильники 28, 29, які захищають втулку від подання всередину бруду, дощу, снігу тощо. На каретковий вал 5 кріпляться шатуни 6 з педалями 7, за допомогою м'язової сили людини шатуни 6 обертаються, передаючи крутний момент на каретковий вал 5, який передає крутний момент на одношвидкісну або багатошвидкісну трансмісію, трансмісія передає крутний момент на корпус, корпус через спиці 11 та обід 10 передає крутний момент покришці та в свою чергу вступає в зчеплення з дорогою і рухає велосипед вперед. У конструкцію втулки може бути встановлене гальмо. При багатошвидкісній трансмісії, а також при установки гальм, в конструкцію входять троси з оболонкою для перемикання швидкостей і гальмування. Один з прикладів трансмісії даної корисної моделі показаний на фіг. 2-4. При русі велосипеда обертається корпус втулки 9 на бічних кришках 13 за допомогою конусів 21 і 20 і насипних кульок 22. Конуси 20 закріплені болтами до корпусу 9, а конуси 21 закріплені болтами до бічних кришок 13. Каретковий вал 5 кріпиться в отворах (не показані) на бічних кришках 13 за допомогою підшипників 12. На каретковому валу 5 закріплена шестірня 14, яка передає обертальний момент подвійний шестірні 15 з храповиком, а та в свою чергу 3 UA 112439 U 5 10 15 передає крутний момент великій подвійній шестірні 16, а та в свою чергу передає крутний момент зубчатому вінцю 19, який закріплений до корпусу задньої втулки 9, корпус втулки через спиці 11 передає крутний момент ободу 10 і покришці, яка входить в зачеплення з дорогою і штовхає велосипед вперед. Шестерні 15 і 16 обертаються на осях 17 і 18, які закріплені болтами до бічних кришок 13. На фіг.3 зображена втулка з боку, а також показана дислокація шестерень і зубчастого вінця 19, а також отвори 25 під стяжні болти 27 (які показані на фіг.4) а також отвори 24 під стяжні болти для кріплення рами 26 (які також показані на фіг.4). На фіг.4 показано як за допомогою пустотілих стяжних болтів 26, всередині яких нарізана різьба, кріпиться задня частина рами 1 до бічних кришок 13, а також показано як бічні кришки стягуються болтами 27. У конструкцію втулки 9 може бути встановлене гальмо (не показане). Запропонована корисна модель не містить будь-яких складових частин, які б неможливо було відтворити на практиці. Пропонований велосипед може бути одержано на будь-якій технологічній лінії по виготовленню існуючих велосипедів за допомогою будь-якого стандартного устаткування з використанням відомих стандартних матеріалів, засобів та операцій, відомих для спеціаліста у даній галузі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 35 1. Велосипед, що містить раму, переднє кероване колесо, яке встановлено у вилці, заднє провідне колесо, до обода якого прикріплені спиці, каретковий вузол з шатунами і педалями, трансмісію, виконану у вигляді силового кінематичного зв'язку, сідло, гальмо, який відрізняється тим, що заднє провідне колесо забезпечене бічними кришками, трансмісія та каретковий вал розміщені у втулці заднього колеса, причому каретковий вал встановлений у втулці ближче до обода по напрямку до передньої вилки, зазначений корпус втулки за допомогою спиць з'єднаний з ободом колеса, крім того, каретковий вал з підшипниками встановлений в отвори бічних кришок, на яких обертається корпус втулки заднього колеса і до яких, за допомогою болтового з'єднання, прикріплена рама. 2. Велосипед за п. 1, який відрізняється тим, що трансмісія є одношвидкісною трансмісією. 3. Велосипед за п. 1, який відрізняється тим, що трансмісія, яка встановлена в задній втулці, є одношвидкісною трансмісією з гальмами. 4. Велосипед за п. 1, який відрізняється тим, що трансмісія є багатошвидкісною трансмісією. 5. Велосипед за п. 1, який відрізняється тим, що трансмісія, яка встановлена в задній втулці, є багатошвидкісною трансмісією з гальмами. 4 UA 112439 U 5 UA 112439 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6