Конструкции храповых обгонных муфт: устройство, применение и принцип работы

Содержание

Муфта храповая — Энциклопедия по машиностроению XXL

Индекс муфты-останова Серия редукто- ра Тип электродви- гателя Муфта Храповое колесо Собачка Пружина 9 3 ё- i s x я Q H  [c.17]

Различают также самоуправляемые муфты, которые включаются и выключаются автоматически при достижении определенной угловой скорости (центробежные муфты), муфты предельного крутящего мо-Рис. 2.44. Кулачковая муфта мента (предохранительные муфты), муфты, включающиеся при изменении направления вращения (муфты свободного хода или обгонные муфты, храповые механизмы).  [c.59]


Поворот пакета можно механизировать посадкой на ось обгонной муфты, храпового колеса или пружины сжатия. Поворот пакетов у фильтров с пластинкой диаметром 112 мм производится зубчатой передачей от руки или электродвигателем (фиг. 173).  [c.138]

Первое ведущее звено кинематической цепи периодических перемещений вращается непрерывно, и периодичность (прерывистость) перемещений достигается разрывом кинематической связи (с помощью, например, муфты, храповой передачи, мальтийского механизма) в каком-либо месте цепи на все время, пока соответствующий элемент станка должен оставаться в покое. В определенный момент цикла эта кинематическая связь автоматически восстанавливается, происходит необходимое перемещение, связь снова разрывается, и т. д.  

[c.538]

Муфты свободного хода — роликовые (МНЗ — 61, ГОСТ 12935—67) с эксцентриковыми роликами храповые.  [c.374]

Храповые обгонные муфты применяют реже фрикционных, так как при их работе появляются в механизме шумы.  [c.458]

Обгонные муфты изготовляют а) зубчатыми и кулачковыми — храповыми б) фрикционными.  [c.455]

Из рассмотренных примеров видно, что в состав периферийных устройств обычно входят двигатели, механизмы зубчатых и ременных передач, рычажные, храповые, кулачковые и мальтийские механизмы, а также электромагнитные устройства, муфты и т. д., расчет и проектирование которых будут рассмотрены далее.  [c.14]

Фрикционные храповые механизмы не обеспечивают прерывистого движения и их относят к обгонным муфтам.  [c.284]

Обгонные муфты применяются для передачи вращающего момента в одном направлении. Если угловая скорость ведущего вала больше, чем ведомого, муфта включена и передает момент, а если меньше — выключена и позволяет ведомому валу свободно вращаться. Обгонные муфты по способу включения подразделяют на фрикционные и храповые.  

[c.351]

Храповые муфты применяют при малых угловых скоростях и вращающих моментах, так как их включение сопровождается ударом. Одна из конструкций храповой муфты показана на рис. 28.18 муфта соединяет  [c.352]

Муфты обгонные или свободного хода. Эти муфты применяются для передачи крутящего момента только в одном направлении. Когда угловая скорость ведущего вала больше, чем ведомого, муфта автоматически включается, а когда меньше, то выключается и позволяет ведомому валу свободно вращаться и обгонять ведущий вал. Эти муфты применяются в приборах, пусковых устройствах, велосипедах, станках и т. д. По способу сцепления эти муфты делятся на храповые и фрикционные.  

[c.312]


Храповая обгонная муфта показана на рис. 20.19. При вращении ведущего колеса 1 по часовой стрелке собачка 2 упирается в уступы храпового колеса и заставляет вращаться полу-муфту S и вал 4. При вращении колеса 1 против часовой стрелки собачка 2 перескакивает с зуба на зуб, но полумуфта 3 и вал 4 остаются неподвижными. Недостатком этих муфт являются удары  [c.312]

Храповые остановы находят широкое применение в различных подъемно-транспортных машинах. Так, для транспортирующих машин разработана нормаль муфт-остановов типа УХ (фиг. 8), основные параметры которых приведены в табл. 3. Эти муфты-остановы, включающие в себя упругие муфты и храповые остановы, выполнены применительно к редукторам серии РМ с электродвигателем типа АО. Муфта-останов типа УХ имеет две сборки — левую, показанную на фиг. 8, предназначенную для вращения муфты по направлению стрелки А, и правую — для вращения муфты в обратном направлении. Размер Н на фиг. 8 соответствует расположению горизонтальной полки угольника крепления стойки на уровне опорных плоскостей лап редуктора РМ с учетом монтажной подкладки под редуктор толщиной 5 мм. Другие конструкции муфт-остановов приведены на фиг. 9, а и б.  

[c.15]

Звену 1, на котором шарнирно закреплена собачка 2, сообщается вращение посредством зубчатой передачи, состоящей из колес 3, 4, 5. При этом угловая скорость вращения звена 1 больше скорости вращения поводка 7, жестко насаженного на вал 13, вращающийся вокруг неподвижной оси А. Собачка 2 периодически находится под воздействием профиля Ь — Ь кулачка 8, закрепленного на стойке. При соприкосновении кулачка 8 с профилем Ь — Ь собачка 2 выходит из зацепления с храповым колесом 9 и зубчатому колесу Ю сообщается вращение посредством муфты свободного хода, состоящей из звеньев 7 и 11. Как только собачка 2 выйдет из зацепления с кулачком 8, она под действием пружины 12 войдет в зацепление с храповым колесом 9 и зубчатому колесу 10 сообщается повышенная скорость, Чтобы иметь постоянное число оборотов колеса 10, собачку 2 выводят из зацепления с храповым колесом 9, закрепляя ее стопором, входящим Б отверстие а.  

[c.367]

Ведущий вал 1 посредством мультиплицирующей передачи (i = 4) 2. J. 4, 5 и диска 6 с собачкой 13 приводит в движение храповое колесо 11 с зубчатым колесом 9, зацепляющимся с колесом 7 планшайбы. В расточке храпового колеса II размещается роликовая обгонная муфта, диск Я которой заклинен на валу I.  [c.449]

Рис. 8.78. Расцепная муфта машин малой мощности. На ведущем валу 5 (рис. S.1 ,a) закреплена с помощью штифтов втулка 4 с четырьмя кулачками б, сцепленными с внутренними кулачками А втулки 8. Ведомая втулка 2 связана с втулкой 8 четырьмя штифтами 1, допускающими осевое смещение втулки 8. Между втулками 4 и 2 расположено храповое кольцо 3, жестко соединенное с кольцом 7 (рис. 8.78, б), снабженным торцовыми кулачками, могущими зацепляться с кулачками В втулки 8.
Кольцо 5 питателя и храповое колесо 8 связаны фрикционной муфтой.  [c.756]

Универсал. Рабочими элементами муфты являются два стальных храповых диска с торцевыми волнообразными выступами, сжатые пружиной.  [c.393]

Фрикционные храповые механизмы выполняются наружного и внутреннего сцепления (зажим снаружи или изнутри). Основное применение 1) роликовых храповых механизмов — обгонные муфты (фиг. 87), импульсные вариаторы бесступенчатого регулирования и самозажимные патроны для зажима цилиндрических деталей (без огранки, значительных неровностей и т. д.),  

[c.100]

Для храповых механизмов с зажимом изнутри (в обгонных муфтах и самозажимных патронах с малым диапазоном зажима) координата зажимной плоскости определяется по фиг. 90  [c.101]


В приводах мощностью до 75 кет применяют тихоходные кулачководисковые муфты, быстроходные втулочно-пальцевые муфты, храповые остановы или муфты — храповые остановы, а в приводах мощностью свыше 75 кет — только зубчатые муфты и колодочные тормоза с гидротолкателем.  
[c.10]

Преобразующие механизмы. В средствах автоматизации и механизации преобразующие механизмы выбираются обычно в зависимости от характера движения ведомого звена двигателя (вращательное или поступательное) и характера движения исполнительного механизма или рабочего органа. В зависимости от характера перемещения рабочего органа в период установившегося движения различают преобразующие механизмы для непрерывного и для прерывного движения. При преобразовании непрерывного движения двигателя в прерывное применяются различные механизмы периодического движения (обгонные муфты, храповые механизмы, полу-червячные и др.). На рис. 2.3 был показан один из таких механизмов, применяемый в валковых подачах.  

[c.194]

Достоинства зубчато-храповых муфт надежность работы л возникновение не-больц1их по сравнению с фрикционными механизмами нормальных сил. Недостатки — невозможность включения при лю-  [c.455]

Каждому кинематическому элементу, изображенному на схеме, присваивают порядковый номер, начиная от источника движения, или буквенно-цифровые позиционные обозначения. Рекомендуется использовать следующие буквенные коды наиболее распространенных гругт элементов А — механизмы (общее обозначение) В — валы С — элементы кулачковых механизмов (кулачок, толкатель) Е — разные элементы Н — элементы механизмов с гибкими звеньями (цепь, ремень) К — элементы рычажных механизмов М — источник движения (см. рис. 17.3, поз. 18) Р — элементы мальтийских и храповых механизмов Т — элементы зубчатых и фрикционных механизмов X — муфты, тормоза. Валы допускается нумеровать римскими цифрами, остальные элементы нумеруют только арабскими цифрами.  

[c.358]

Механизм привода 20 кулачкового типа, расположенный вместе с электродвигателем в корпусе станины, управляет работой механизма нагружения, обеспечивая плавное нарастание испытательного усилия, выдержку образ1ца под нагрузкой и ее снятие. Передача движения от двигателя к кулачковому валику привода осуществляется через упругую муфту и червячный редуктор. Включение профильного кулачка в работу производится нажатием на клавишу 21, освобождающую при этом собачку храпового механизма 22. Собачка входит в зацепление с храповиком и передает вращение кулачковому валику. Через определенный промежуток времени собачка встречает препятствие в виде упора, срабатывающего от плунжера гидравлического регулятора времени 23. Упор задерживает собачку на определенное время, равное времени выдержки образца под нагрузкой, продолжительность которого можно регулировать в пределах от 10 до 60 секунд путем увеличения или уменьшения сечения канала для прохода масла в регуляторе. Для этого служит винт с игольчатым наконечником, управляемый маховичком, расположенным на левой стороне корпуса станины. О продолжительности выдержки под полной нагрузкой сигнализирует лампочка, устано влен1ная на корпусе станины и включающаяся от рычажной системы.  

[c.45]

Во втором томе приледены справочные сведения по расчету и конструкциям осей, валоа, подшипников скольжения н качения, муфт, зубчатых, червячных, винтовых, цепных, плоских и клинорсмешшх передач храповых зацеплений и разъемных соединений.  [c.4]

Исполчительными органами программирующего устройства явлдются электромагниты 3Mi и ЭМ2- Муфта 5 электромагнитом ЭМ2 переключается в положение, соответствующее низкой частоте. При орабатывании электромагнита храповой  [c.73]

Буквенные коды наиболее распространенных элементов механизмов, установ-лепные ГОСТ 2.703 (СТ СЭВ 1187—78) А — механизм (общее обозначение) В — вал С — элементы кулачковых механизмов (кулачок, толкатель) Е — разные элементы Н — элементы механизмов с гибкими звеньями (ремень, цепь) К — элементы рычажных механизмов (коромысло, кривошип, кулиса, шатун) М — источник движения (двигатель) Р — элементы мгльтнйских и храповых. механизмов Т — элементы зубчатых и фрикционных механизл)ов (зубчатое колесо, зубчатая репка, зубчатый сектор, червяк) X и Y — муфты, тормоза.  [c.455]

Пластмассы получают все большее распространение. Из них уже делают кузова автомобилей, подшипники, шестерни, храповые колеса, рычаги, приводные ре1мни, направляющие, Пребные винты, болты, заклепки, муфты, кронштейны, пружины и многие другие детали, а нередко даже целые узлы машин. Вряд ли найдется сейчас конструктор, который не думает об использовании пластмасс в машинах.  [c.162]


Рис. 6.73. Муфта обгона. На одном валу закреплена детагть 2 с зубьями, профиль которых соответствует зубьям храпового колеса, а ]ia другом — барабан с впадпноп для собачкп 1. Вращение храпового колеса 2 относительно барабана 3 возможно только в направлении, указанном стрелкой.
Рис. 8.76. Выключающее устройство, применяемое па волочильных станах тонкого волочения. Участок проволоки между тянущим барабаном 1 и волокой (фильером) 3 проходит через ушко выключающего рычага 2. При обрыве проволоки собачка опускается, запирает храповое кольцо 4 муфты, и машина останавливается.
В автоматическрм оборудовании, применяемом в массовом производстве, во многих случаях закон движения определяется выбором вида, размеров и профилированием деталей механизма прерывистого действия мальтийского с внешним или внутренним зацеплением (плоского или сферического), кулачково-цевочного, рычажно-храпового, зубчато-рьгчажного, кулачково-зубчаторычажного, рычажно-цепного и др. Широкое применение в современном оборудовании гидро- и пневмопривода, регулируемого электроприводом, электропривода с зубчатыми передачами, с муфтами значительно повысило роль системы управления в формировании законов движения и облегчило автоматическую переналадку механизмов на различные длины хода или углы поворота выходного звена. На рис. 1.2 представлены наиболее характерные законы движения из числа экспериментально определенных при испытании автоматического оборудования механосборочного, литейного, сварочного и кузнечно-прессового производства. Законы типа 1 обеспечиваются мальтийскими, кулачково-рычажными механизмами и при использовании устройств с пневмоцилиндрами. Законы 2 ж 5 встречаются у гидравлических механизмов и уст-  [c.10]

Муфта, сжимая пружину /7, через храповичок X заводит часовой механизм с маятником. Этот механизм через определённое время замыкает или размыкает контакты реле. При размыкании контактора реле мгновенно возвращается в исходное положение.  [c.57]

На автоматах муфтного типа изготовляются пружины большей длины, чем на автоматах секторного типа, но на последних достигается большая точность. У автоматов муфтного типа подача проволоки при навивке осуществляется посредством фрикционной муфты, а у автоматов секторного типа — с помощью качающегося сектора и храпового устройства (или роликовой обгонной муфты).  [c.624]


Храповая муфта — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Храповая муфта

Cтраница 1


Храповые муфты обычно применяют при очень низких частотах вращения ( менее 10 мин 1) и небольших передаваемых моментах из-за жестких ударов при включении.  [2]

Храповая муфта М предназначена для выключения вращения кулачка / С при быстром обратном ходе, продольного суппорта и для останова кулачка при отведенном положении затыловочного суппорта.  [3]

Храповая муфта М предназначена для выключения вращения кулачка К при быстром обратном ходе продольного суппорта и для останова кулачка при отведенном положении затыловочного суппорта.  [4]

Храповая муфта 22 свободного хода обеспечивает надежную работу привода стартера большой мощности. Базовая деталь муфты — направляющая втулка; / ( рис. 4.24, б) с прямыми шлицами на внутренней стороне для соединения с валом якоря, а на наружной — многоза-ходной ленточной резьбой, на которой посажена ведущая полумуфта 8 с храповыми зубьями.  [5]

Храповые муфты выполняют с торцовыми несимметричными зубцами.  [6]

Расчет храповых муфт с торцовыми зубцами аналогичен расчету самовыключающихся муфт ( см. стр.  [8]

Высокая прочность храповой муфты свободного хода позволяет применять ее для передачи большого крутящего момента стартера дизельного двигателя. Разборная конструкция привода с храповой муфтой допускает замену деталей и обеспечивает ремонтоспособ-ность в отличие от неразборных приводов с роликовой муфтой свободного хода.  [9]

На левой части храповой муфты 2 укреплен угольник 4 ( фиг.  [10]

В лебедке с храповыми муфтами литейного крана ( см. рис. VI.2.14) при аварийном останове одного двигателя передача между барабанами передает окружное усилие, уравновешивающее момент, вызванный натяжениями канатов на барабане, расположенном со стороны отказавшего двигателя. Мощность каждого двигателя принимают равной 0 65 — 0 85 общей мощности подъема груза [ О.  [11]

Сразу после пуска двигателя храповая муфта разъединяется и удерживается в таком состоянии механизмом блокировки.  [12]

Для предотвращения изнашивания зубьев храповой муфты и снижения шума в момент, когда двигатель пущен и стартер еще не выключен, предусмотрен механизм блокировки.  [14]

Рассмотрены конструкции приспособлений с участием храповых муфт, шагающих, клино-кулачковых и мальтийских делителей. По двум последним даны развернутые расчеты в помощь конструкторам.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Храповой механизм (храповик) – механизм свободного хода с собачкой. Описание и примеры использования

Храповой механизм (англ. ratchet mechanism) или просто храповик (англ. ratchet) — механизм, который обеспечивает свободное линейное или вращательное движение только в одном направлении, блокируя движение в обратную сторону. Ударение в первом слове ставится на последний слог, а написание «храповый» — неправильное.

В машиностроении подобные устройства относятся к классу механизмов свободного хода (МСХ) (англ. Freewheel mechanism). Механизмы свободного хода обеспечивают, подобно диодам в электронике, передачу крутящего момента только в одном направлении.

Храповой механизм состоит из двух основных деталей:

1. Собачка (англ. pawl — защелка, фиксатор, стопор) – деталь, которая обеспечивает непрерывное линейное или вращательное движение в прямом направлении, но блокирует обратное движение. При прямом движении рейки или зубчатого колеса собачка скользит по зубчикам, не препятствуя движению. При смене направления движения собачка упирается в деталь, мешая обратному ходу. Иногда собачку называют палом, стопором, защелкой.

2. Зубчатое колесо (шестеренка) или зубчатая рейка – деталь с зубчиками, которые, как правило, скошены в обратную сторону от направления свободного движения шестеренки или рейки. Несимметричные зубчики улучшают скольжение собачки, уменьшают шумность и обеспечивают надежное зацепление при движении в обратную сторону.

Чтобы механизм работал в любом положении, собачку прижимают к зубчикам с помощью пружины, упругой пластины или резинки. Без дополнительных деталей собачка прижимается только за счет силы тяжести.

Принцип действия

Во время движения зубчатой детали в прямом направлении собачка скользит по верхушкам зубчиков. Когда собачка соскакивает с зубчика на зубчик, часто можно услышать характерный звук трещотки. Каждый, кто ездил на современном велосипеде, слышал этот звук во время движения накатом.

Пример работы храпового механизма

Во время смены направления движения рейки или зубчатого колеса, собачка упирается в крутой склон зубчика и не дает детали свободно поворачиваться в этом направлении.

Как говорят инженеры, уникальность храповых механизмов свободного хода по сравнению с остальными МСХ заключается в замыкании механического диода под действием тангенциальных сил (лат. tangens — касательный), т.е. действующих по касательной к храповику. Остальные МСХ (шарикового, роликового, сухарного типа) действую по принципу фрикционного клинового замыкания.

Ниже приведен пример работы линейного храпового механизма с зубчатой рейкой вместо зубчатого колеса.

Пример работы линейного храпового механизма с рейкой

Люфт

Люфт – зазор, свободный ход одной детали относительно другой. В храповом механизме с зубчатой рейкой или шестеренкой максимальный люфт — это расстояние от одного зубчика до другого.

В устройствах, в которых нужно убрать обратное движение практически до нуля, могут вместо зубчатого колеса или зубчатой рейки использовать деталь с гладкой упругой поверхностью с большой силой трения, например, из резины. В таком случае на обратном ходе собачка «споткнется» о резину, и при ее заглублении в упругий материал произойдет заклинивание механизма.

История

Храповой механизм начали использовать в технических устройствах давным-давно. В Древней Греции инженеры использовали зубчатую рейку со стопорной защелкой в механизме заряжания гастрафета.

Древнегреческий гастрафет

Гастрафет был более совершенным и дальнобойным оружием, по сравнению с луком, но для натягивания тетивы требовалось больше сил. После заряжания храповой механизм не давал тетиве распрямиться раньше времени. Позже подобное устройство получило латинское название «арбалет» (лат. arcaballista —  «arcus» — дуга, «ballisto» — бросаю). Подробно о метательных машинах древности читай здесь.

Большие и тяжелые парусные корабли, бороздящие моря и океаны, издревле начали оснащаться шпилем, или кабестаном (франц. cabestan). Шпиль (кабестан) представляет собой корабельный механизм типа ворот для наматывания цепи или каната на барабан. Шпиль используется для опускания или поднятия якоря (якорный шпиль), а также для швартовки корабля к пристани (швартовочный шпиль).

Корабельный шпиль

Некоторые шпили могли оснащаться храповым механизмом для предотвращения нежелательного разматывания якорной цепи или швартовочного троса.

Собачка храпового механизма в корабельной терминологии называется палом. Так… Вернемся на начало статьи и посмотрим на определения. Ведь в английском языке собачка обозначается словом «pawl», что означает «защелка, фиксатор, стопор». Интересно, что в русском морском словаре используется английский термин для этой детали. 

Согласно Морскому этимологическому словарю Николая Ткаченко «Слово pal (пал, защелка, собачка) образовалось в первобытном языке от старинного корня polo (пал, защелка, собачка), потом оно через индоевропейский перешло в романские, германские и в балтно-славянские языки, потом через лат., фр., и голл. слово это перешло в русский, и сейчат это бывшее голландское слово пал применяется в русском морском языке: пал (pawlbit, pawl of the capstan) — прямой или выгнутый металлический брусок, сидящий на оси и не допускающий вращения шпиля или ворота в сторону, противоположную той, в которую его вертят при работе; иногда его называют задержником; палгед (pawl head) — нижняя часть баллера шпиля, на которую насаживаются откидные стопора, называемые палами; палгун (pawl rim, pawl ring) — фундамент шпиля, прикрепленный к палубе и имеющий по окружности зубчатую рейку, по которой передвигаются палы при вращении шпиля».

Примеры использования

Торцевые гаечные ключи и отвертки

Торцевые гаечные ключи, оснащенные храповым механизмом, ещё называют трещотками. В самом простом варианте конструкции в трещотку стовят по две собачки. Поворотом рычажка можно либо отворачивать гайку, либо её закручивать, не вынимая ключа на каждом обороте, как с обычным инструментом.

Торцевые гаечные ключи с храповым механизмом

Кабельные стяжки

Кабельные стяжки делают из пластика одной деталью. Собачка прижимается к зубчатой пластине силой упругости. После затягивания стяжка не ослабляется даже при очень большом усилии.

Храповой механизм кабельной стяжки

Противооткатные устройства

Изначально противооткатные устройства с храповым механизмом начали использовать на железной дороге в горах Пенсильвании, США, при перевозке угля примерно с 1846 года. Чтобы груженый состав по крутому склону не откатился назад в случае отказа двигателя паровоза, на вагонах устанавливались «собачки».

Позже эта схема нашла применение на американских горках, чтобы в случае отключения электричества поезд с любителями острых ощущений не покатился назад.  

Противооткатное устройство тележки на американских горках

Лебедки

Лебедки – это механизм для перемещения предметов с помощью каната. Электрическую лебедку устанавливают во внедорожники, чтобы вытянуть из трясины застрявший автомобиль.

Чтобы натянутый трос не разматывался с барабана используют храповой механизм. Примеры его использования на ручных лебедках можно увидеть на этих фотографиях.

Храповой механизм в ручных лебедках

Обгонная муфта велосипеда

Обгонную муфту (англ. overrunning clutch) также называют муфтой свободного хода. Она позволяет предотвратить передачу крутящего момента от ведомого вала (колеса) к ведущему (на цепь и педали), если ведомый вал начинает вращаться быстрее. Например, после прекращения вращения педалей без муфты свободного хода колеса продолжали бы раскручивать цепь и педали, как это было в первых велосипедах. То же самое было бы при спуске с горки.

Впервые обгонную муфту с простейшим храповым механизмом запатентовал в 1869 году Уильям Ван Анден из Покипси, штат Нью-Йорк, США. В обгонной муфте Ван Андена храповик был встроен в ступицу переднего колеса велосипеда.

Примерная схема муфты свободного хода (обгонной муфты) с храповым механизмом Ван Андена

Почти все современные велосипеды – заднеприводные. Обгонная муфта в них встраивается в заднюю втулку или заднюю звездочку. Обгонные муфты с храповым механизмом издают характерный звук и их еще называют велотрещотками.

Пример работы муфты свободного ходаМуфта свободного хода с храповым механизмом в задней звездочке велосипеда

Обгонная муфта стартера автомобиля

Механизм свободного хода с храповиком используется в стартерах автомобилей как защитное устройство. Стартер – это механизм, который с помощью электромотора запускает двигатель внутреннего сгорания, вращая его коленвал через маховик.

Скорость вращения ведомого зубчатого колеса стартера невысокая – может быть около 3000 об/мин. После запуска двигатель на холостом ходу развивает около 1000 об/мин. Но передаточное отношения стартер-маховик из-за разности диаметров зубчатых колес может достигать значения 20:1. Т.е. запущенный двигатель на холостых оборотах может раскрутить электромотор стартера до 20 000 об/мин.

Чтобы стартер не вышел из строя после запуска двигателя на него ставят обгонную муфту.

Стартер автомобиля

Коробка передач автомобиля

В данном примере собачка храпового механизма используется для перевода автоматической коробки передач в режим парковки.

Храповик в автоматической коробке передач автомобиля

Другие конструкции механизмов свободного хода (МСХ)

Вместо собачки в конструкции механизма свободного хода могут использовать шарикоподшипники, ролики, сухари или иные детали, блокирующие вращение в обратную сторону.

Муфта свободного хода с сухарями

Муфта свободного хода с роликами

Храповой механизм из образовательного конструктора Lego

С помощью образовательных конструкторов можно собирать модели с храповым механизмом. В данном примере храповик собран из стандартного зубчатого колеса и собачки, состоящей из трех деталей (штифта, красного фиксатора и короткой оси). Зубчатое колесо приводится в движение ручкой. Важно подобрать такой угол собачки относительно зубчатого колеса, чтобы происходил надежный зацеп при обратном вращении.

В следующем примере перекидная собачка используется в модели механического вентилятора, собранного из набора Lego Education EV3. В момент поднятия груза храповой механизм препятствует случайному разматыванию нити. Далее собачка перекидывается на другую сторону, чтобы не мешать работе вентилятора.

Механический вентилятор из Lego EV3

В примере с катапультой на противоположном конце от собачки установлен длинный рычаг. Под весом длинного конца рычага собачка упирается в зубчатое колесо и блокирует вращение оси. Катапульта выстрелить не может. Стоит надавить на длинный рычаг вверх и собачка выйдет из зацепления, разблокировав ведущую ось.

Механическая катапульта из Lego EV3

Инструкцию к катапульте можно скачать по этой ссылке.

Муфты свободного хода (обгонные) — Студопедия

Обгонные муфты или муфты свободного хода служат для передачи вращающего момента только в одном направлении, допуская свободное относительное вращение в противоположном направлении; при этом валы автоматически разъединяются.

Их делят на храповые, работающие но принципу зацепления, и роликовые фрикционные, действующие вследствие заклинивания промежуточных тел (роликов, шариков) между полумуфтами.

В храповой муфте полумуфта 1 имеет венец с несимметричными внутренними зубьями, а на полумуфте 2 шарнирно закреплены храповики 3, которые пружинами прижимаются к зубчатому венцу.

Храповики обеспечивает передачу крутящего момента в одном направлении

 

Рисунок 20 – Храповая обгонная муфта

 

Обгонная муфта с храповым механизмом более надежна, чем устройство с роликами. При этом храповый механизм является ремонтопригодным, в отличие от механизма с роликами.

Обгонная муфта с храповым механизмом имеет следующие недостатки:

· главный недостаток – удар при зацеплении собачки с зубьями. Из-за этого такой тип механизма свободного хода не может быть применен в узлах, работающих с большими скоростями, или в случаях, когда требуется большая частота включений,

· храповый механизм вращается с характерным шумом. Отметим, что сейчас имеются механизмы, в которых собачка при движении по часовой стрелке не задевает храповое колесо и, соответственно, не издает шума,

· из-за больших нагрузок зубья храпового колеса стираются, после чего обгонная муфта выходит из строя.

 

 

Широко используют роликовые фрикционные муфты. Эти муфты имеют относительно малые габаритные размеры, технологичны, просты в эксплуатации, не имеют мертвого хода и практически работают без шума.

 

а) схема роликовой обгонной муфты б) общий вид роликовой муфты

 

Рисунок 21 – Обгонная роликовая муфта

 

Односторонняя передача крутящего момента осуществляется при заклинивании роликов между обоймой и звездочкой. При вращении звездочки по часовой стрелке, ролики закатываются в суживающиеся полости и заклиниваются между звездочкой и обоймой. При обратном вращении ролики выкатываются в широкую часть полостей и муфта расцепляется.

Достоинства роликовых обгонных муфт: отсутствие мертвых ходов при наличии некоторой угловой податливости, важной для смягчения ударов, и почти бесшумная работа.

 

 

Обгонные муфты или муфты свободного хода служат для передачи вращающего момента только в одном направлении, допуская свободное относительное вращение в противоположном направлении; при этом валы автоматически разъединяются.


Их делят на храповые, работающие но принципу зацепления, и роликовые фрикционные, действующие вследствие заклинивания промежуточных тел (роликов, шариков) между полумуфтами.

В храповой муфте полумуфта 1 имеет венец с несимметричными внутренними зубьями, а на полумуфте 2 шарнирно закреплены храповики 3, которые пружинами прижимаются к зубчатому венцу.

Храповики обеспечивает передачу крутящего момента в одном направлении

 

Рисунок 20 – Храповая обгонная муфта

 

Обгонная муфта с храповым механизмом более надежна, чем устройство с роликами. При этом храповый механизм является ремонтопригодным, в отличие от механизма с роликами.

Обгонная муфта с храповым механизмом имеет следующие недостатки:

· главный недостаток – удар при зацеплении собачки с зубьями. Из-за этого такой тип механизма свободного хода не может быть применен в узлах, работающих с большими скоростями, или в случаях, когда требуется большая частота включений,

· храповый механизм вращается с характерным шумом. Отметим, что сейчас имеются механизмы, в которых собачка при движении по часовой стрелке не задевает храповое колесо и, соответственно, не издает шума,

· из-за больших нагрузок зубья храпового колеса стираются, после чего обгонная муфта выходит из строя.

 

 

Широко используют роликовые фрикционные муфты. Эти муфты имеют относительно малые габаритные размеры, технологичны, просты в эксплуатации, не имеют мертвого хода и практически работают без шума.

 

а) схема роликовой обгонной муфты б) общий вид роликовой муфты

 


Рисунок 21 – Обгонная роликовая муфта

 

Односторонняя передача крутящего момента осуществляется при заклинивании роликов между обоймой и звездочкой. При вращении звездочки по часовой стрелке, ролики закатываются в суживающиеся полости и заклиниваются между звездочкой и обоймой. При обратном вращении ролики выкатываются в широкую часть полостей и муфта расцепляется.

Достоинства роликовых обгонных муфт: отсутствие мертвых ходов при наличии некоторой угловой податливости, важной для смягчения ударов, и почти бесшумная работа.

 

 

Обгонная муфта: принцип действия, устройство, применение

Принцип работы обгонной муфты в том, чтобы предотвращать передачу крутящего момента от ведомого элемента к ведущему валу именно в тот момент, когда тот начинает вращаться более интенсивно. Само изделие относится к категории механических агрегатов. Экспертами было доказано, что муфта актуальна и в тех случаях, когда нужно быстро передать крутящий момент исключительно в одну сторону. Чтобы правильно применять агрегат, нужно заранее ознакомиться с принципом действия, преимуществами и недостатками приспособления.

Устройство востребованной обгонной муфты

Эксперты активно используют храповые и фрикционные агрегаты, которые отличаются многочисленными преимуществами. Принцип работы муфты фрикционного типа зависит от того, к какой именно категории относится изделие:

  • С осевым замыканием.
  • Универсальные клиновые обгонные.
  • С ленточными механизмами.
  • Многофункциональное радиальное замыкание.
  • Пружинный механизм.

В автомобилях наибольшей популярностью пользуются роликовые обгонные изделия, которые выгодно отличаются длительным эксплуатационным сроком и высокой степенью надежности.

Основные элементы конструкции

Принцип работы обгонной муфты зависит от работоспособности всех используемых деталей. Конструкция агрегата включает в себя следующие ответственные узлы:

  1. Внутренняя обойма. Этот элемент надежно соединяется с якорем – валом генератора.
  2. Наружная обойма. Деталь зацепляется со шкивом.
  3. Мощная контактная пластина с вмонтированным сальником.
  4. Два ряда роликов. Эти конструктивные элементы являются соединительными деталями наружной и внутренней обойм. Первый ряд состоит из игольчатых подшипников, а второй – универсальные профилированные фигуры, которые свободно передвигаются и являются стопором.
  5. Долговечная прокладка, изготовленная из полиэстера.
  6. Профиль со шлицами.
  7. Качественная втулка с наклонными плоскостями.
  8. Пластиковая крышка.
  9. Оригинальная втулка цилиндрической формы.

Принцип работы

Обгонная муфта широко распространена в автомобильной отрасли. Роликовый агрегат со свободным принципом хода делится на две основные категории: первая максимально крепко зафиксирована на основном валу, а вот вторая соединена с ведомой частью. Во время вращения по часовой стрелке небольшие ролики постепенно перекатываются в узкий отсек зазора между двумя полумуфтами. В результате этого происходит заклинивание. Именно поэтому нужно отметить тот факт, что принцип работы обгонной муфты основан на том, что агрегат передает крутящий момент исключительно в одном направлении. Если мастер будет вращать устройство в противоположную сторону, то агрегат будет просто прокручиваться.

Преимущества использования агрегата

Принцип работы обгонной муфты генератора выгодно отличается многочисленными положительными характеристиками. Производители отмечают, что изделие отличается автоматическим включением и отключением, за счет чего не нужно подключать дополнительные приводы управления. Муфта отличается простотой конструкции. При помощи универсальных механизмов свободного хода упрощаются конструкции ответственных узлов и агрегатов техники. Большей надежностью обладает обгонная муфта с храповым механизмом, нежели агрегат с роликами. Это связано с тем, что первая модель поддается ремонту. А вот роликовое устройство починить не удастся. Во время монтажа категорически запрещено использовать ударные инструменты, так как соответствующий механизм может просто заклинить.

Недостатки устройства

Классический принцип работы обгонной муфты стартера не лишен негативных характеристик. Пользователей не устраивают те моменты, что приспособление не поддается регулировке, присутствует строгая соосность валов. Основной недостаток обгонной муфты с храповым механизмом состоит в том, что при зацеплении собачки с зубьями происходит удар. Из-за этого такое устройство невозможно использовать в тех агрегатах, которые работают с большими скоростями. Из-за повышенных нагрузок зубья храпового колеса быстро стираются, по этой причине изделие просто выходит из строя. Механизм вращается с характерным шумом. Важно отметить то, что сегодня в продаже есть приспособления, в которых собачка при движении по часовой стрелке не задевает колесо.

Сферы применения

Универсальный принцип работы обгонной муфты велосипеда пользуется огромным спросом, так как это универсальный агрегат, который выгодно отличается от всех аналогов своей практичностью и долговечностью. Сегодня механизмы свободного хода широко востребованы в узлах автомобилей разных производителей. Классическую обгонную муфту можно встретить в следующих установках:

  1. Стандартная АКПП. Механизм свободного хода является частью многофункционального гидротрансформатора. Этот агрегат отвечает за своевременную передачу и последующее преобразование крутящего момента от ДВС к коробке передач.
  2. Системы запуска мотора внутреннего сгорания. В этом случае изделие является частью стартера. Когда двигатель запустился и набрал необходимые обороты, муфта отключает стартер. В противном случае коленчатый вал мог нанести серьезный вред стартеру.
  3. Принцип работы обгонной муфты генератора «Тойота» высоко ценится экспертами и обычными автолюбителями. Устройство нейтрализует колебания на ремне, снижая при этом шумность привода. Муфта существенно продлевает эксплуатационный срок генератора.

Распространенные признаки поломки

Несмотря на многофункциональный принцип работы обгонной муфты АКПП, это устройство тоже может выйти из строя под воздействием различных неблагоприятных факторов. По своей конструкции изделие представлено в виде усовершенствованного подшипника качения. В случае поломки агрегат просто заклинит. Это может указывать на то, что ременная передача, которую обеспечивает муфта, моментально превращается в обычную. В результате этого инерция просто перестает компенсироваться, происходит ускоренный износ ремня. Чтобы своевременно обнаружить неисправность агрегата, нужно разбираться в том, какие именно признаки могут указывать на поломку. Эксперты отмечают три основных параметра:

  • Характерное щелканье натяжителя.
  • Непостоянность ременной передачи.
  • Сильный свистящий шум при включенном моторе.

Когда минимум один из этих признаков стал проявляться, нужно обратиться на станцию технического обслуживания. Только профессионал может правильно выполнить диагностику обгонной муфты. Если агрегат сломан, то его придется заменить, так как ремонт практически невозможен. Выполнить самостоятельно все необходимые манипуляции удается в редких случаях, так как для этого необходимо обладать соответствующими навыками и приспособлениями.

Настроенные в один конец рычага с храповым механизмом подшипника


Настроенные в один конец рычага с храповым механизмом подшипника
Функции в одну сторону подшипника с храповым механизмом

Технические характеристики

 

 Название продукта

Один из способов подшипник с храповым механизмом  

Материал

GCr15

Толщина  

P6

Внутренний диаметр

6-80мм

Наружный диаметр

19-140мм

Затяните требуемым моментом потенциала  

2.1-1063Нм

Вес

0.01-1.14кг

Приложение

Промышленные машины  

Пакет

Деревянный ящик, трубы, шкив и т.д.

 Условия оплаты

TT. L/C и D/A,D/P,Вестерн Юнион

срок поставки  

2 — 4 дней для  образцов, 7 дней для крупного заказа  

Характеристика производительности в одну сторону подшипника с храповым механизмом
Структура: этот тип колеса храповое колесо в одну сторону — это тип ролика с муфтой свободного хода на подшипник. Подшипники необходимы для поддержки осевые и радиальные нагрузки. Смазка и герметичность должна также предоставляться в процессе установки. Номинальные размеры за такие же, как серия 62...шариковые подшипники.
Установка: типичный механизма заключается в установке этого типа с серии 62 подшипника в том же месте допусков. Внутреннее кольцо подшипника на вал с ключами — (за исключением 6 мм отверстие).
Допуск: наружное кольцо рычага с храповым механизмом в один конец имеет положительный r6 терпимости к запрессованы в корпусе H7. Внешний корпус должен быть достаточно сильным для не расширяется после сборки. Такая конструкция может принимать осевого смещения внутреннее и внешнее кольцо ± S/2.
Каталог в один конец рычага с храповым механизмом подшипника

Тип
Размер   Скорость с обгонной муфтой  Вес Качению
Колеса DH7 TKN1) Nimax2) Namax3) Dr6 D5 L S E F  TR
[Мм] [Нм] [Мин-1] [Мин-1] [Мм] [Мм] [Мм] [Мм] [Мм] [Мм] [Кг] [Совета Министров Северных стран]
6 2.1 5000 7500 19 15.8 6 0.3 0,6 0.3 0,01 0,18
8 3.8 4300 6500 24 20 8 1.3 0,6 0,6 0,02 0.24
10 6.8 3500 5200 30 25.9 9 1.3 0,6 0,6 0,03 0,36
12 13 3200 4800 32 28 10 1.3 0,6 0,6 0,04 0,48
15 14 2800 4300 35 31 11 1.4 0,6 0,6 0,05 0,7
20 40 2200 3300 487 40 14 2.4 0,8 0,8 0,12 1.4
25 56 1900 2900 52 45,9 15 2.4 0,8 0,8 0,14 2.4
30 90 1600 2400 62 55 16 2.4 0,8 1 0,22 7.8
35 143 1300 2000 72 64 17 2.5 0,8 1 0.31 9
40 185 1200 1800 80 72 18 2.5 0,8 1 0,39 10
45 218 1000 1600 85 77 19 2.5 1.2 1 0.44 11
50 230 950 1500 90 82 20 2.5 1.2 1 0.49 13
55 308 800 1300 100 90 21 2.5 1.2 1 0,66 14
60 508 700 1100 110 100 22 2.5 1.2 1.5 0,81 2
80 1063 600 900 140 128 26 2.5 1.2 1.5 1.41 58
Снимки  

Пакеты

Сведения о компании  

Чаньчжоу Сума Прецизионный механизм Co., Ltd.(Чаньчжоу на заводе муфты Tianniu)является производителем специализированных в подготовке различных кулачковая муфта, один из способов, один из способов подшипника муфты сцепления в подкрепление, обгонной муфты сцепления и прочие подшипники с высокой технологии.  

Часто задаваемые вопросы

Q: Как вы набейте подшипник в одну сторону с храповым механизмом  ?

A: обычно один из способов подшипник с храповым механизмом в рулон. Это можно сделать в качестве требования вертикальных рынков.

Q: Можно ли получить образцы храповик с квадратной головкой подшипника в одну сторону от вас?

A: это настоятельно рекомендуется задать для образцов для проверки качества.  

Q: Можно ли обещания доставить в один конец рычага с храповым механизмом подшипника во время?

A: Кредиты всегда званий вверху списка. Мы абсолютно доставить груз в 10 дней после подтверждения вашего заказа.  

Привод стартера МАЗ — Мазик Бай

Привод стартера МАЗ — механизм, запускающий двигатель внутреннего сгорания и являющийся связующим звеном стартера с маховиком двигателя. Задачи привода стартера простые:

  • подключить стартер к двигателю, чтобы передать крутящий момент от двигателя стартера на маховик коленчатого вала.
  • защитить стартер после запуска двигателя от перегрузки 

Для запуска двигателя необходимо вращение коленчатого вала с частотой от 60 до 200 оборотов в минуту (для бензиновых меньше, для дизельных же — больше). Стартер расчитан на работу именно с таким кол-вом оборотов. После запуска силового агрегата, обороты возрастают до 700 — 900 и более об/мин. Для стартера такое значение является губительным, поэтому привод стартера, после запуска двигателя, разъединяется с маховиком.

Привод стартера представляет из себя 3 механизма: 

  • Шестерня привода маховика.
  • Муфта свободного хода (обгонная муфта).
  • Вилка или рычаг привода с поводком, втулкой или муфтой включения привода. 

Рычаг привода подводит привод стартера к маховику мотора для зацепления шестерни с венцом. Далее, шестерня передеает крутящий момент стартера на венец маховика, а  в момент пуска двигателя, обгонная муфта передает крутящий момент от ротора стартера на шестерню и после разъединяет маховик и привод, если двигатель успешно завелся.
 

В народе, привод стартера привыкли называть «бендиксом» из-за французского производителя приводов с названием Bendix. Запчасти данного бренда получили огромную популярность в нашей стране и со временем «бендикс» стало нарицательным.

Обгонные муфты привода стартера делятся на две группы:

  • С храповой обгонной муфтой
  • С роликовой обгонной муфтой

На грузовых автомобилях МАЗ чаще всего используется технология храповой муфты. Связано это с её возможностью работать под высокой нагрузкой. Еще одним преимуществом храповой муфты является более полное прерывание крутящего момента.

Роликовая муфта привода имеет конструкцию попроще. Показывает высокую устойчивость к воздействиям окружающей среды и подкапотного пространства (грязь, вода, масло, перепад температуры и пр.).

Принцип работы и конструкция привода стартера с храповой обгонной муфтой

Основой конструкции храповой муфты составляет ведущая и ведомая полумуфты. На торцах полумуфт выполнены пилообразные зубцы. Ведущая полумуфта расположилась на направляющей втулке с помощью ленточной резьбы. Втулка же, соединяется с валом стартера с помощью прямых шлицев внутри. 

Ведомая полумуфта расположена с противоположной стороны, так же на втулке, но без жесткого соединения. Выполняется заедино с шестерней привода. На торце ведомой муфты мы видим зубцы пилообразной формы, которые входят в зацепление с зубцами ведущей полумуфты

Под полумуфтами располагается механизм блокировки, состоящий из кольца с конической выточкой, соединенного с ведущей полумуфтой, и сухарей, имеющих штифтовое соединение с ведомой полумуфтой. В нерабочем положении кольцо прижимает сухари к втулке. Сверху полумуфты закрываются корпусом в виде открытого стакана, с его открытой стороны находится замковое кольцо, которое не дает ведомой полумуфте соскользнуть с втулки.

Принцип работы привода с храповой обгонной муфтой

Включается зажигание и привод подводится к маховику. Далее шестерня входит в зацепление с венцом. Возникает осевое усилие, с помощью которого обе полумуфты входят в зацепление — вращение от стартера передается на шестерню и маховик.  При запуске двигателя поток крутящего момента меняет направление, ведомая полумуфта начинает вращаться быстрее ведущей. Однако при обратном вращении зацепление между зубцами муфты уже невозможно — вследствие наличия скосов зубцы скользят друг по другу, и ведущая полумуфта отходит от ведомой. Одновременно отодвигается и кольцо с конической выточкой, прижимающее сухари механизма блокировки, и сухари под действием центробежных сил поднимаются по штифтам. Дойдя до верхней точки, сухари прижимаются к кольцу, фиксируя полумуфты на некотором расстоянии друг от друга — в результате поток крутящего момента прерывается. После выключения стартера ведомая полумуфта прекращает вращение, сухари скользят вниз, снимая блокировку, и привод возвращается в первоначальное положение.

Привод стартера с храповой обгонной муфтой можно определить по форме муфты в виде стакана, внутри которого располагаются полумуфты. 

Купить привод стартера для МАЗ вы можете у нас на сайте через корзину ,воспользовавшись чатом с консультантом или  по телефонам: 

8 (017) 300-94-00,  8 (017) 300-95-00 

Отправляйте заявку на email: [email protected]

Наука за магией | Дизайн Freehub — Art’s SLO Cyclery

Стоя на педалях, с кончика носа капает пот, вы смотрите вперед и видите, как дорога исчезает за следующим поворотом. Кажется, восхождение никогда не закончится — чистилище, которое продолжает дразнить вас мыслями о побеге. Наконец, достигнув вершины, вы делаете небольшой перерыв, переводите дыхание и пьете воду, а затем продолжаете спускаться по другой стороне. Спуск оправдывает восхождение, прорезая деревья, бросая колено в следующий поворот, велосипед — ваш билет на свободу, самоотверженность сотен инженеров, учитывающая этот момент времени.Вам напоминают об этом при каждом переключении передач и каждом щелчке корпуса втулки, когда он перескакивает через собачки.

Задняя ступица велосипеда — один из тех компонентов, которые редко понимают. Все используют один, но мало кто понимает, что происходит внутри. Мы ожидаем, что это просто сработает, что по большей части так и есть, потому что много времени и усилий уходит на проектирование и строительство фрихабов. Без этих усилий езда на велосипеде была бы совершенно другим опытом.

Есть несколько различных узлов, которые составляют полную заднюю ступицу; давайте начнем изнутри и выйдем наружу.Между дропаутами и точкой соединения между рамой и колесом проходит ось. Вокруг узла оси вращается кожух ступицы. Наконец, свободная втулка крепится к корпусу основной втулки и содержит храповой механизм, который включается и отключается при педалировании и движении накатом соответственно. Без ступицы педали и колесо всегда вращались бы вместе.

История

До 1980-х годов в велосипедах использовалась муфта свободного хода с винтовым креплением, в которой кассета с шестернями крепилась непосредственно к корпусу втулки.Вместо современной системы, в которой храповик встроен в ступицу, сама группа шестерен свободного хода содержала встроенный храповой механизм. С годами муфты свободного хода стали менее популярными, потому что подшипник со стороны привода расположен в муфте свободного хода, и по мере добавления большего количества звездочек (для большего количества комбинаций передач) он отодвигает подшипник дальше от опоры. Большое расстояние между подшипниками и опорой приводит к большому изгибающему напряжению в оси, которое может погнуть или даже сломать ось.Эта неудача в конструкции, а также невозможность изменить передачу без изменения всей системы заставили велосипедные компании искать заднее колесо с лучшей конструкцией. В конце 1980-х годов Shimano представила конструкцию муфты и кассеты, которая стала новым стандартом для велосипедов с несколькими задними передачами. На рисунке ниже от Шелдона Брауна показан пример муфты свободного хода по сравнению с муфтой свободного хода. Обратите внимание, что на муфте свободного хода кассета с шестернями навинчивается на ступицу, а на муфте муфты кассета с шестернями скользит по шлицам корпуса муфты.

Различия между муфтами свободного хода и муфтами свободного хода — фото с сайта SheldonBrown.com

Помолвка

Почему нас должно волновать количество точек взаимодействия, что часто рекламируется в высококачественных хабах и игнорируется в более дешевых версиях? Потому что на ваш опыт вождения сильно влияет качество вашего фрихаба. Помимо прецизионных подшипников и обработки с жесткими допусками, количество точек зацепления будет наиболее заметным аспектом конкретной ступицы.Разница между звездчатой ​​трещоткой с 18 зубьями и трещоткой с 72 зубьями будет весьма заметна. С 18 точками зацепления, разбросанными по 360 градусам вращения, ступица и, следовательно, ваши педали сместятся на 20 градусов, прежде чем снова зацепятся и начнут вращать колесо после движения накатом. Втулка Chris King с 72 зубьями будет двигаться только на 5 градусов в том же сценарии. Хотя вы, возможно, никогда не замечали, эта разница в 15 градусов в зацеплении может действительно изменить ощущения от мотоцикла. Это устраняет небольшой люфт педалей перед повторным включением и дает водителю положительное ощущение почти мгновенного ускорения и связи с дорогой.

Конструкция корпуса втулки

Существует два распространенных варианта конструкции втулки; конструкция с собачкой и храповым механизмом и конструкция с храповым механизмом в виде звезды. В конструкции собачки и храповика храповик вращается вместе с ободом, а собачка фиксируется вращением кассеты. Когда всадник крутит педали вперед, собачки входят в зацепление с храповым механизмом, и они оба вращаются вместе. Когда ступица вращается медленнее, чем колесо, собачка расцепляется, и узел вращается. На картинке слева показана одиночная собачка, сцепляющаяся с храповым механизмом.В реальных приложениях с храповым механизмом взаимодействовало бы более одной собачки.

Щелчок, который вы можете услышать при движении накатом, вызван тем, что собачка проходит по выступам храповика. Пружина на задней стороне собачки выталкивается наружу, так что, когда водитель начинает крутить педали, собачки «зацепляются» за зубья храповика. Зацепление можно увеличить, увеличив количество зубьев храповика или сместив некоторые собачки так, чтобы не все собачки зацеплялись одновременно. Добавление собачек может увеличить сложность, стоимость и вес.Зубья меньшего размера могут впоследствии создать больше проблем — более жесткие допуски означают, что проблемы возникают быстрее с меньшими зубьями в системах с большим пробегом и большим износом. Количество собачек варьируется в зависимости от компании и модели, а также тип пружины, используемой для удержания собачек на месте. Некоторые собачки ступицы удерживаются на месте винтовыми пружинами, в то время как в других используются листовые пружины, а в третьих — круглые пружины. Несколько различных конструкций собачек можно сравнить в галерее ниже.

Другой тип втулки — звездообразный храповик.В этой конструкции используются два храповика, которые сжимаются вместе с помощью пружин. Храповики могут свободно вращаться в одном направлении, но не в другом. DT Swiss запатентовала свою систему звездообразных храповиков, и во втулках Chris King также используется прецизионный звездчатый храповик. Звездообразные храповики распределяют нагрузку одновременно по всем точкам зацепления. В конструкциях собачек может быть много точек зацепления — задняя втулка Hope Pro2 Evo имеет 40 точек зацепления на храповике, однако нагрузка по-прежнему распределяется между четырьмя собачками.Одна система не обязательно лучше другой; высокая нагрузка из-за меньшего количества точек в системе — это лишь один фактор, который инженеры должны учитывать в процессе проектирования. Звездообразные трещотки могут иметь от 18 до 72 зубьев, например, у ступиц Криса Кинга. На рисунке ниже показана разобранная втулка DT Swiss с открытыми храповиками.

Силы и нагрузки

Оболочки ступиц и втулки должны выдерживать значительные силы различной величины и направления. Диаграмма свободного тела (технический термин, который не следует путать с телом свободной втулки) ниже иллюстрирует различные силы, действующие на втулку.Диаграмма свободного тела представляет собой двухмерный рисунок, показывающий величину и направление сил, действующих на объект.

Инженеры должны учитывать все эти силы и то, как они влияют на материал в корпусе втулки. Необходимо учитывать экстремальные условия. Что, если шестифутовый гонщик весом 210 фунтов упадет с высоты четырех футов во время езды на велосипеде с полной подвеской?

Существуют методы оценки влияния каждой силы на ступицу. При оценке сил на компонентах в инженерных целях всегда следует помнить одно правило для статических систем — сумма всех сил должна равняться нулю.Если сумма сил не равна нулю, то в результате получается динамическая система, которая движется в направлении силы большей величины.

Применяя эту концепцию к диаграмме, мы можем суммировать силы в направлениях X (горизонтальное) и Y (вертикальное) отдельно для упрощения. Во-первых, в направлении x цепь будет натягиваться на приводную сторону ступицы. Чтобы противодействовать этой силе, дропауты рамы должны давить на ступицу в одинаковом и противоположном направлении, что приводит к реакции дропаута x.Следовательно, если мы знаем, какую нагрузку на цепь будет возлагать наездник, то мы можем предсказать, как эта нагрузка будет передаваться на кассету, ступицу, ось и, в конечном счете, на раму. Нагрузки варьируются в зависимости от условий, но цепь может легко передать нагрузку в 1000 ньютонов (225 фунтов силы) на корпус втулки. Это усилие затем должно быть распределено между собачками и храповиками. Если корпус имеет разновидность с 4 собачками, то в этом сценарии более 250 ньютонов (55 фунтов силы) будут нагружены примерно на один квадратный сантиметр площади контакта собачки.

Различные материалы по-разному реагируют на эти нагрузки. Эти данные можно использовать для обеспечения того, чтобы свойства и толщина материала могли выдерживать нагрузку без разрушения как сейчас, так и после повторяющихся нагрузок спустя годы. Ту же логику можно применить и к остальным силам. Действительно удивительно, как много нагрузок воздействует на такой маленький компонент, и это одна из причин, по которой в эти компоненты вкладывается так много инженерных разработок, что в конечном итоге приводит к изменению конструкции по мере того, как мы узнаем больше о материалах, нагрузках и производственных процессах.

Наука за волшебством Погрузитесь во внутреннюю работу вашего двухколесного скакуна. Редактор веб-контента Бретт Мерфи использует свой опыт в области машиностроения, чтобы объяснить последние отраслевые достижения и проектирование компонентов.

Какие конструкции механизма свободного хода используются в велосипедах?

Этот дизайн в его простейшем виде используется DT Swiss. Эта конструкция включает в себя легко заменяемые храповые пластины, которые обеспечивают дополнительное преимущество передачи крутящего момента в каждой точке зацепления.Более сложная вариация используется во втулках Криса Кинга.

Механизм — DT Swiss

1. наконечник 2. подшипник 3. резьбовое кольцо 4. ось 5. коническая пружина 6. звездообразная трещотка 7. корпус ротора

Система DT Swiss состоит из двух противоположных храповых пластин с храповым механизмом, которые находятся в корпусе втулки и в муфте. Они удерживаются друг против друга парой конических пружин. Когда водитель крутит педали, зубья входят в зацепление, когда храповая пластина муфты вращается через шлицы по ее окружности.Это передает мощность на храповую пластину в ступице, а та, в свою очередь, передает мощность на ступицу через шлицы по ее окружности.

Здесь очень простая анимация, показывающая действие храповых пластин.

Модернизация и обслуживание

Одним из самых больших преимуществ этой системы является простота модернизации, замены или обслуживания храповых пластин. На самом деле это ремонт без инструментов! Самые простые втулки DT Swiss включают 18-тонную храповую пластину, обеспечивающую зацепление на 20 градусов.Его можно модернизировать до 36-тонной (10 градусов) или даже 54-тонной плиты (6,67 градуса). Это можно сделать с более низкими колесами DT, поэтому можно взять менее дорогое колесо и при желании получить гораздо более высокое зацепление. Это также позволяет заменять все контактные поверхности (кроме шлицов внутри ступицы, которые вряд ли изнашиваются или стираются) для продления срока службы ступиц.

Преимущества и недостатки

Преимущества

  • Все точки контакта передают крутящий момент, всегда
  • Легко обслуживаемые и легко заменяемые быстроизнашивающиеся компоненты

Недостатки

  • Высокий контакт, приводящий к повышенному износу между контактными поверхностями
  • Пластины прижимаются пружиной, а не крутящим моментом, поэтому они с большей вероятностью будут проскальзывать при приложении большего крутящего момента (в отличие от Am Classic и Криса Кинга), хотя лично я никогда не слышал об этом.
  • Относительно низкая вовлеченность по стоимости на многих колесах

Вариации — Крис Кинг

Это снова одна из самых сложных конструкций механизма муфты. По своей сути это звездообразная храповая система. Есть пара ключевых отличий:

  • Оба храповика находятся внутри втулки, что позволяет увеличить их размер
  • Приводной диск (прикрепленный к корпусу втулки) находится дальше всего от него
  • ведущая пластина подпружинена, а другая зафиксирована внутри корпуса муфты
  • механизм «кольцевой передачи», который сжимает две пластины вместе под действием крутящего момента

1.пружина 2.ведущая пластина 3.неподвижная пластина

слева: ведущая пластина, справа: неподвижная пластина

Что действительно отличает его, так это механизм кольцевого привода. Это достигается за счет спиральных канавок на корпусе муфты, которые входят в зацепление с ведущим диском. Когда крутящий момент прикладывается к втулке, это сжимает две пластины вместе. Чем больше крутящий момент, тем сильнее сжимаются пластины, эффективно устраняя проскальзывание или пропуск.


приводное кольцо со спиральными канавками, показанное сверху

Многие люди, вероятно, скажут, что втулки Chris King — это излишество — они очень хорошо сделаны и используют множество подшипников , которые должны способствовать их долговечности (и головной боли вашего механика).При 72 точках зацепления (5 градусов) они могут задействоваться примерно так же быстро, как и любая другая втулка. Кроме того, поскольку пластины прижимаются друг к другу крутящим моментом наездника, пружина может быть слабее, что приводит к меньшему сопротивлению / износу, а зубья могут быть меньше без зачистки (более быстрое зацепление). Соотношение цена/выгода может быть трудно оправдать для многих людей, но если вам приятно иметь хорошо сделанную втулку на вашем велосипеде, трудно добиться большего успеха, чем у Криса Кинга.

Колеса

— система собачки Freehub против системы звездчатого храповика

Втулки

Hope представляют собой очень утонченное и надежное исполнение собачки.Они мало что делают, чтобы проиллюстрировать недостатки концепции, которую пытаются устранить такие конструкции, как звездообразный храповик.

Один из потенциальных недостатков систем собачек, которые использует Хоуп, заключается в том, что, когда с ними что-то идет не так, либо собачки, либо часть внутри кожуха втулки, с которой зацепляются собачки, которую я до сих пор называю «приводным кольцом», как ее называют некоторые производителей, могут быть повреждены. Обычно приводное кольцо представляет собой деталь из закаленной стали, ввинченную в корпус. Некоторые возможные сценарии:

  • Если собачковый механизм недостаточно смазан, загрязнен, имеет недостаточную мощность и/или неточен, может произойти частичное зацепление между собачками и приводным кольцом.В этой ситуации собачки недостаточно подпружинены к сопряженным зубьям приводного кольца в тот момент, когда наездник прикладывает тяговое усилие. Вместо этого кончики собачек и зубья приводного кольца врезаются друг в друга и могут соскользнуть, что может привести к повреждению одного или обоих. Приводные системы на основе собачек могут сделать это при определенных обстоятельствах, они всегда имеют некоторый разрушительный потенциал. Также возможно, что проблемы с неравномерным натяжением пружины, поврежденными или смещенными пружинами или другими неточностями могут создать ситуацию, когда некоторые собачки перегружаются и повреждаются или выходят из строя.Предотвращение любой такой проблемы является одной из основных целей таких систем, как звездообразный храповик.
  • Возможны проблемы с закалкой собачек или приводного кольца. К сожалению, я видел это на приводном кольце один или два раза на известных, дорогих, небольших производственных центрах, на которые, по крайней мере, можно было дать гарантию. Проблемы такого рода, конечно, возможны с другими конструкциями, но см. ниже, почему это болезненно с приводными кольцами.

В любом случае зубья собачек или приводного кольца могут сколоться и деформироваться.В этот момент проблема может начать развиваться сама по себе. Зубья должны быть острыми, чтобы система работала должным образом.

Одна из особенностей приводных колец заключается в том, что немногие производители упрощают их замену, если что-то пойдет не так. Когда это возможно, вам либо нужен новый плюс странный, дорогой, запатентованный инструмент, который вставляется и стыкуется с зубьями, либо в некоторых случаях вам нужно отправить свое колесо производителю. Высококачественные втулки вторичного рынка и некоторые колесные пары обычно дают вам один из этих двух вариантов.Помимо этого, обычно не существует ни одного из вариантов. Вы можете найти некоторые дорогостоящие колесные пары, в которых по истечении гарантийного срока решение проблемы с приводным кольцом затруднено или невозможно.

Таким образом, хотя приводное кольцо технически не является динамической поверхностью, являющейся неотъемлемой частью ступицы, на практике во многих случаях это может быть так, и мой опыт показывает, что они могут быть немного более подвержены повреждениям, чем люди думают. Собачки и их оборудование обычно более доступны, хотя иногда их можно заменить только вместе с новым корпусом муфты.А для более старых, более дешевых или OEM-концентраторов они могут быть недоступны.

Более агрессивное уплотнение и усилие пружины являются конструктивными средствами против проблем с зацеплением на ступице собачки, которые когда-либо возникают. (Надеюсь, что концентраторы уйдут довольно далеко). Надежность повышается за счет незначительного увеличения сопротивления при движении по инерции, забавная вещь о сопротивлении при движении по инерции, конечно, заключается в том, что в большинстве дисциплин верховой езды, где разумно спорить о характеристиках, это не является большой проблемой.

Системы

, такие как DT Star Ratchet и King Ring Drive, которые я буду произвольно называть конструкциями «приводной пластины», пытаются сделать частичное зацепление почти физически невозможным, даже при загрязнении и плохой смазке.Площадь контакта увеличивается на каждом этапе передачи крутящего момента, и это происходит между двумя унифицированными частями, а не между отдельными собачками, которые хороши для одновременного зацепления только в том случае, если натяжение их пружин одинаково. Существующие примеры ступиц приводных дисков позволяют довольно легко заменить все детали, но это требуется очень редко из-за их эффективности при распределении нагрузки на большую площадь. Это качество имеет повышенную ценность для ступицы, в которую вкладывают средства с намерением многократного использования по мере износа обода.

Системы

Pawl имеют преимущество в каждой приблизительной ценовой категории в коэффициенте числа зацеплений, которые они могут получить, оставаясь при этом в целом надежными.На верхнем уровне Industry 9 — это детище плакатов с показателями ROE до 0,52 °. Напротив, системы пластинчатого типа, похоже, нашли свой предел в 5-6 ° для King или 240, предположительно потому, что их части, передающие крутящий момент, по необходимости меньше, и поэтому уменьшение размера зубчатых / шлицевых частей приведет к потере слишком большой силы или иным образом. стать непрактичным.

Другой взгляд на это заключается в том, что системы собачек и приводных колец, особенно самые эффективные, должны довести все до предела с точки зрения материалов, закалки, точности обработки, согласованного натяжения пружины и т. д.Лучшие из них только лучшие из-за того, как близко они летят к солнцу. Пластинчатые системы не обладают такой динамикой, но, по крайней мере, из того, что существует на сегодняшний день, они немного снижают потенциал скорости взаимодействия.

Я лично считаю, что между Pro 4 и 350 freehub обе надежны, но звездообразная храповая конструкция делает их более элегантными и прочными. Но 8° ROE у Pro 4 против 18° у стандартной 350-й модели было бы разумным решающим моментом. Разные гонщики оценивают ROE по-разному, и на то есть веские причины.

Внутри корпуса фрихаба: Что вызывает щелчки и злые пчелы?

Втулка любого редукторного велосипеда воспринимается как нечто само собой разумеющееся. В нынешнем виде единственное внимание, которое он обычно получает, зависит от того, сколько шума он производит. Однако функция фрихаба — это нечто большее, чем создание звука, и в этой статье Мэтт Викстром раскрывает дизайн современной фрихаба, чтобы объяснить важность точек взаимодействия для усилий гонщика.


Жужжание вращающегося велосипеда, пожалуй, самый радостный звук в мире. Он открывает те беззаботные моменты, когда гонщик может ненадолго перестать крутить педали и насладиться окружающей обстановкой и/или скоростью велосипеда.

Кажется, что у каждого хаба есть свой собственный голос, когда он свободно вращается. Некоторые говорят громко, даже противно, а другие говорят тихо. Это вызывает своего рода второй разговор, поднимаясь и опускаясь со скоростью и усилием любой группы велосипедистов.

Весь этот стук можно отнести к задней ступице и, в частности, к корпусу муфты, в котором находится механизм привода звездочек. В прошлом она полностью заключалась в наборе звездочек, который привинчивался к задней втулке, но по мере того, как количество звездочек увеличивалось с семи до восьми и девяти, она была заменена кассетной системой, популяризированной Shimano в 80-х годах.

Теперь каждая 10/11/12-скоростная втулка имеет кассетную муфту, и хотя все они выполняют одну и ту же функцию, между ними есть важные различия.Наиболее очевидный из них касается размера и формы корпуса втулки, поскольку он диктует совместимость звездочек. Таким образом, это один аспект, с которым должен бороться каждый гонщик, и, к счастью, правила совместимости легко понять.

Корпуса Freehub могут иметь несколько различных конструкций, которые определяют, какая марка звездочек может быть установлена. Shimano (слева) против Campagnolo (в центре) и SRAM XD (справа).

Внутреннее устройство фрихаба, скорее всего, будет менее знакомым и, возможно, немного пугающим.Ритмичное тиканье механизма свидетельствует о сложности часов, и, хотя обычно задействованы пружины, движущихся частей не так много. Действительно, большинство фрихабов довольно просты, и в общих чертах их всего три типа, начиная со стандартной храповика, которая доминирует на сегодняшнем рынке.

Стандартные трещотки

Когда муфты свободного хода начали заменять муфты свободного хода в 80-х и 90-х годах, храповой механизм, который долгое время служил одно- и многоскоростным муфтам свободного хода, был перенесен на втулку.Shimano создала автономный (и непригодный для обслуживания) узел, который просто прикручивался к втулке, но по мере того, как другие производители занимались конструкцией, многие решили встроить части храповика в корпус втулки, и это стало обычной стратегией.

Независимо от подхода, эти храповики состоят как минимум из двух подпружиненных собачек, окруженных приводным кольцом. Зубья на приводном кольце являются направленными, поэтому собачки могут зацепляться с приводным кольцом только в одном направлении.Каждая собачка входит в зацепление с одним зубом на ведущем кольце — как нога на ступеньке — чтобы зафиксировать корпус муфты на месте и привести в движение заднее колесо.

Давняя конструкция Shimano со свободной втулкой просто крепится к задней втулке одним болтом. Храповик встроен в этот узел, который заменяется, а не обслуживается, как только он начинает изнашиваться или заедать. Многие бренды предпочитают встраивать приводное кольцо в корпус втулки, чтобы храповик можно было разобрать для обслуживания. вокруг сердечника корпуса ступицы, которые входят в зацепление с ведущим кольцом в корпусе ступицы.Fulcrum, как и многие другие бренды, использует три собачки с одной пружиной, которая охватывает их все. Другие бренды предпочитают снабжать каждую собачку пружиной. уплотнительное кольцо используется в качестве пружины. Механизм привода Rvolver действительно отличается, он состоит из набора цилиндрических собачек.

Когда корпус муфты движется в противоположном направлении, собачки не могут зацепиться за зубья приводного кольца, поэтому оно может свободно вращаться.Собачки щелкают вверх и вниз по зубьям, что и вызывает гудение втулки.

Частота этого гудения зависит от двух вещей: во-первых, от того, насколько быстро вращается колесо, и, во-вторых, от количества зубьев в ведущем кольце. Больше зубьев означает, что собачки будут щелкать чаще, производя более насыщенный (или более злой) гул от заднего колеса.

На шаг и объем ступицы влияет количество собачек, жесткость пружин собачек, выбор конструкционных материалов и, в меньшей степени, количество/тип имеющейся смазки.Важно отметить, что ни одна из этих функций, включая приводное кольцо, не может быть отрегулирована для изменения звука или угла зацепления втулки, хотя дополнительная смазка может несколько приглушить жужжание.

Звездообразные трещотки

Уильям Хюги разработал альтернативную конструкцию храпового механизма в начале 90-х годов, когда он отказался от собачек в пользу двух подпружиненных храповых колец. Зубья были прорезаны на противоположных сторонах каждого кольца, чтобы создать осевой (а не радиальный) приводной механизм для ступицы. Важно отметить, что каждый зуб храповика зацепляется при вращении колеса, что сильно отличается от стандартного храповика.

Звездообразная храповая система Hügi была впервые принята на вооружение DT Swiss в 1995 году, и вскоре после этого две компании объединились. С тех пор запатентованный механизм является отличительной чертой высококлассных втулок DT, хотя другие компании, такие как Bontrager, Giant и Roval, лицензировали конструкцию.

Храповая система DT встроена в муфту, для разборки которой не требуются инструменты. Два подпружиненных кольца служат храповым механизмом для муфты. На одной стороне каждого кольца имеется ряд взаимоблокирующихся зубцов, и в данном случае их 18. каждое кольцо.Храповые кольца DT доступны с 18, 36 (показанными) и 54 зубьями, все из которых являются взаимозаменяемыми. Звездообразные храповые кольца во втулках Chris King встроены в корпус втулки. звездообразные храповые кольца соединяются друг с другом, чтобы противостоять огромному крутящему моменту. Приводной механизм осевой муфты задней втулки Cognition выглядит необычно, но по сути очень похож на давно работающую храповую систему DT Swiss, только с магнитами вместо обычных стальных пружин. Осевая муфта Zipp привод состоит из двух противоположных стальных храповых колец, однако только одно кольцо (справа) имеет наклонные зубья.Другой (слева) плоский с вырезами, в которые входят эти зубья. Вид системы Shimano Scylence в разобранном виде. Обратите внимание на спиральный шлиц на корпусе муфты и одинарную пружину храпового кольца. Храповая система

DT — не единственная конструкция, которую можно найти на современном рынке. Крис Кинг разработал и запатентовал свою собственную версию этой стратегии в 1996 году, добавив спиральный шлиец, соединяющий кольца. Также есть Instant Drive 360 ​​от Mavic, осевое сцепление Zipp, которое зависит от магнитов, а не от пружин, и храповой механизм Shimano Scylence, который полностью отключается для обеспечения бесшумного движения накатом.

Опять же, частота щелчков каждой из этих трещоток (кроме Scylence, по понятным причинам) зависит от количества зубьев на приводных кольцах, и в большинстве случаев это не регулируется. Есть одно важное исключение: звездчатые храповые кольца DT доступны с 18, 36 или 54 зубьями на выбор, так что количество жужжания (и угол зацепления, см. ниже) можно варьировать, заменяя один комплект колец другим. .

Роликовые и обжимные муфты

Не все механизмы FreeHub построены на храповом механизме.Вместо этого можно использовать роликовую муфту для захвата приводного вала в ступице. Эта конструкция обеспечивает очень быстрое зацепление, а также бесшумное движение по инерции, однако необходимое оборудование намного тяжелее любого храпового механизма, что ограничивает его применение.

В роликовой муфте нет зубьев, поэтому бесшумный накат. Вместо этого кольцо роликов скользит по ведущему валу, каждый из которых похож на клин под колесом, чтобы прижать муфту к ступице, когда она входит в зацепление. Пружина побуждает каждый ролик втягиваться при движении по инерции, однако существует риск заклинивания при больших нагрузках, если во всей муфте не используется закаленная сталь.

Кулачковая муфта построена по тому же основному принципу, что и роликовая муфта, однако в ней используются асимметричные «кулачки», которые качаются, а не скользят по приводному валу ступицы. Опять же, каждый кулачок ведет себя как клин, чтобы зафиксировать корпус ступицы на приводном валу до тех пор, пока нагрузка не будет снята, после чего пружина уговаривает кулачки освободить вал для движения по инерции.

Велосипедная промышленность экспериментирует с роликовыми сцеплениями с начала двадцатого века. Это одна из более поздних итераций, которая была продана Cane Creek в 90-х, но через несколько лет от нее отказались.Снаружи втулку Onyx мало чем можно отличить от других брендов. Однако в втулке Onyx нет храповика. Вместо этого есть два ряда кулачков, которые обеспечивают почти мгновенное зацепление и бесшумное движение по инерции. Приводной вал втулки Onyx гладкий, поэтому кулачковая муфта может захватить его в любой точке, что значительно снижает угол зацепления по сравнению с храповым механизмом. . Обратите внимание на асимметричную форму кулачков сцепления (см. кольцо под приводным валом).

Помимо бесшумного движения накатом и почти мгновенного включения, роликовая/кулачковая муфта обещает меньшее сопротивление, чем храповик, при свободном вращении.В некоторых случаях это может означать небольшую холостую скорость, но это также может предотвратить автоматическое вращение больших звездочек, которое может создать значительный люфт цепи и кривошипов при движении накатом.

Какими бы привлекательными ни были эти преимущества, роликовые/кулачковые муфты редко встречаются на современном рынке. Shimano представила роликовое сцепление (получившее название «Silent Clutch») для нескольких своих ступиц MTB на короткий период, начиная с 90-х годов, однако единственное место, где его можно найти сегодня, — это ступицы Alfine и Nexus с внутренним зацеплением.True Precision Components, напротив, производит свои втулки MTB и BMX с роликовыми муфтами почти два десятилетия, в то время как Onyx последние несколько лет отстаивает достоинства обжимной муфты. Любой вопрос о надежности этих сцеплений, кажется, отпал, поэтому единственным недостатком действительно кажется дополнительный вес сцепления.

Угол зацепления

Механизм свободной втулки задней втулки заслуживает большего внимания, чем просто количество щелчков, которые он издает, или то, насколько громким может быть рой пчел.Каждая ступица имеет определенный угол зацепления, который является мерой того, насколько должна повернуться ступица, прежде чем ведущее кольцо или вал войдут в зацепление.

Для храповика этот угол в первую очередь зависит от количества зубьев в приводном кольце, как показано на рис. 1. В этом примере муфта с 18 точками зацепления требует поворота на 20°, чтобы переместить собачки с одного зуба на приводное кольцо к следующему; удвоение количества зубьев на приводном кольце уменьшает угол зацепления вдвое до 10°.

Рисунок 1: Угол зацепления ступицы с храповым механизмом уменьшается по мере увеличения точек зацепления.

Очевидно, что добавление большего количества зубьев к приводному кольцу еще больше уменьшит угол зацепления, но это число ограничено. В какой-то момент зубья просто станут слишком маленькими, чтобы справиться с крутящим моментом, который может быть приложен к муфте.

Возможно увеличение количества точек зацепления без изменения количества зубьев в ведущем кольце.Это достигается путем добавления дополнительного набора собачек, а затем их смещения для уменьшения угла зацепления. Вот как Industry Nine может создать 120 точек зацепления для приводного кольца 60 зуб., в то время как Kappius и Profile продвигают это понятие на шаг вперед с тремя или четырьмя наборами смещенных собачек, чтобы создать более 200 точек зацепления.

Задние втулки Industry Nine с шестью собачками включают в себя храповое кольцо с 60 зубьями и двухфазную собачку, обеспечивающую угол зацепления 3°.

Роликовые и обжимные муфты способны захватывать приводной вал ступицы в любой точке вращения, создавая бесконечное число точек зацепления.Требуется некоторое вращение втулки перед тем, как ролики/кулачки войдут в зацепление с приводным валом, но это будет меняться в зависимости от нагрузки на колесо. Таким образом, угол зацепления для этих ступиц нельзя определить (или измерить) так же, как для ступицы с храповым механизмом, но его можно считать почти мгновенным.

Увеличение количества точек взаимодействия всегда будет увеличивать стоимость концентратора, но есть еще одно, и гораздо более важное различие, которое необходимо сделать. Шоссейные втулки, как правило, имеют относительно большой угол зацепления, в то время как втулки высокого класса для горных велосипедов стремятся к гораздо меньшим углам зацепления (таблица 1).Для этого есть веская причина, потому что существует разница в передаточных числах, которые использует каждая группа гонщиков, и это сильно влияет на величину люфта шатунов.

Таблица 1: сравнение характеристик FreeHub для различных марок и моделей концентраторов.

Люфт и передаточные числа

Угол зацепления втулки создает отставание в трансмиссии велосипеда, которое можно почувствовать в любое время, когда гонщик возобновляет вращение педалей после движения накатом (или обратного вращения педалей). Когда корпус втулки и звездочки вращаются, чтобы войти в зацепление с приводным механизмом втулки, то же самое происходит и с кривошипами.Иногда этот люфт едва заметен, в то время как в других он может расстроить гонщика, особенно когда он изо всех сил пытается восстановить скорость в сложных условиях.

Втулка с малым углом зацепления всегда будет производить меньший люфт, чем ступица с большим углом зацепления, однако окончательный результат будет варьироваться в зависимости от передачи велосипеда (рис. 2). Когда звездочка имеет тот же размер, что и передняя звезда, тогда ступица и кривошип будут иметь одинаковый угол зацепления.Однако по мере увеличения размера передней звезды кривошипы будут вращаться в меньшей степени, в то время как большие размеры звездочек будут иметь противоположный эффект.

Рисунок 2: Величина люфта, который возникает для любого кривошипа, зависит от используемого передаточного числа. Это соотношение необходимо применить к углу зацепления ступицы и длине кривошипа, чтобы рассчитать величину вращения кривошипа, которое произойдет до того, как ступица войдет в зацепление.

Например, если ступица с углом зацепления 20° сочетается с передней звездой, которая в четыре раза больше звездочки (например,грамм. 52 x 13), то угол зацепления кривошипов уменьшится до 5°. Для 170-мм шатунов это эквивалентно 15-мм люфту, который, скорее всего, останется незамеченным. Если ту же ступицу затем объединить с передней звездой, размер которой составляет половину звездочки (например, 25 x 50), то это увеличит угол зацепления кривошипов до 40 °, и набор 170-мм кривошипов будет вращаться намного больше. заметнее 120мм.

Рисунок 3: Величина люфта увеличивается по мере уменьшения передаточного числа. Величина люфта кривошипа, измеренная в миллиметрах, была рассчитана для кривошипа диаметром 170 мм и диапазона передаточных чисел, а затем сравнивалась для различных углов зацепления ступицы, как показано на рисунке.

Таким образом, высокие передаточные числа уменьшают величину люфта кривошипа, в то время как низкие передаточные числа усугубляют его, как показано на рис. 3. Это происходит геометрическим образом, и, хотя нет единого мнения о приемлемой величине люфта, это Ясно, что гонщики, которые используют низкие передаточные числа (например, горные байкеры), будут более восприимчивы к этому. Именно здесь втулка с малым углом зацепления (6° или меньше) может многое предложить, особенно если велосипед оснащен очень низким передаточным числом (рис. 4).

Рисунок 4: Влияние очень низких передаточных чисел на люфт. Величина люфта кривошипа, измеренная в миллиметрах, была рассчитана для 170-миллиметровых кривошипов и ряда низких передач, как показано, а затем сравнивалась для диапазона углов зацепления ступицы.

Длина шатунов оказывает гораздо меньшее влияние на люфт, как показано на рис. 5. Более длинные шатуны всегда будут создавать больший люфт, но для тех гонщиков, которые надеются свести люфт к минимуму, есть больше преимуществ в переходе на ступицу с меньшим углом. взаимодействия, чем созерцание более короткого набора рукояток.Тем не менее, горные велосипедисты нередко используют 175-миллиметровые шатуны, что только увеличивает люфт, с которым им придется бороться.

Рисунок 5: Влияние длины кривошипа на люфт. Величина люфта, измеренная в миллиметрах, была рассчитана для передаточного числа 0,64 (32 x 50), диапазона углов зацепления ступицы и трех длин кривошипа, как показано на рисунке.

Преимущества производительности?

На первый взгляд, втулка с малым углом зацепления обещает быть более эффективной, поскольку она создает меньший люфт и, следовательно, обеспечивает более немедленную передачу мощности всякий раз, когда гонщик возобновляет вращение педалей.Однако величина люфта, который производит любая втулка, обычно довольно мала и, возможно, незаметна, пока не используются очень низкие передаточные числа.

Таким образом, для шоссейного велоспорта не так много предложений, потому что водители, как правило, используют высокие передаточные числа с высокой частотой вращения педалей. Кроме того, количество времени, затрачиваемого на движение по инерции, невелико, и нет необходимости пятиться назад. Меньший люфт может дать преимущество при выходе из поворота, однако шоссейный велосипед редко бывает таким техничным, а финишные прямые обычно довольно длинные.Гонщику будет лучше сосредоточиться на позиционировании, прохождении поворотов, драфте, торможении и аэродинамике, чем полагаться на малый угол зацепления, чтобы дать им преимущество во время рывка к финишу.

Преимущества езды по бездорожью гораздо более ощутимы. Горные велосипедисты с большей вероятностью будут использовать очень низкие передаточные числа и двигаться на низких скоростях, пытаясь преодолеть камни, корни и обрывы. В этих обстоятельствах быстрое зацепление ступицы может иметь решающее значение для преодоления препятствия или просто предотвращения падения, хотя вряд ли это изменит уровень навыков гонщика.

Гонщики по гравию и упаковщики велосипедов обычно находятся где-то посередине между этими двумя крайностями, поэтому могут быть случаи, когда может оказаться полезной втулка с малым углом зацепления. Однако эти моменты будут мимолетными, и это, безусловно, не облегчит усилия по преодолению долгой и безжалостной оценки.

Слишком много хорошего?

Любая трещотка подвержена некоторому сопротивлению, а в случае задней втулки есть опасения, что она будет замедлять водителя.Это то, что легко увидеть при вращении заднего колеса на подставке, поскольку храповой механизм свободного хода сокращает время, необходимое для вращения колеса. Трещотка с большим количеством зубьев и/или дополнительными собачками (и меньшим углом зацепления), как правило, будет испытывать большее сопротивление, особенно если она очень громкая. Это одна из причин, по которой дорожные ступицы предпочитают храповики с меньшим количеством точек зацепления (хотя другая причина заключается в том, что это также помогает минимизировать вес ступицы).

Можно использовать больше собачек, чтобы уменьшить угол зацепления, но они могут увеличить сопротивление в муфте.

В абсолютном выражении, однако, зацикленность на величине лобового сопротивления является упражнением в предельной выгоде. Веса и импульса всадника, даже на относительно низких скоростях, более чем достаточно, чтобы преодолеть сопротивление любого храповика. Кроме того, есть больше преимуществ, если выбрать быструю шину и принять аэродинамическое положение при свободном вращении на длинном спуске, чем полагаться на втулку с низким лобовым сопротивлением для края.

Комбинация втулки с некоторым сопротивлением и большими (и тяжелыми) звездочками может создать некоторое самовращение, когда гонщик движется накатом, что приводит к провисанию цепи и дополнительному люфту, когда гонщик возобновляет вращение педалей.Это то, что может застать гонщика врасплох, особенно на высоких скоростях, и именно здесь бесфрикционная втулка (например, роликовая или обжимная муфта, см. выше) может что-то предложить.

Еще один параметр, влияющий на цену ступиц и колес

Угол зацепления влияет на цену ступиц и колес так же, как и вес, поэтому покупатели должны рассчитывать на то, что они будут платить больше за меньшие деньги. В этом отношении малый угол зацепления можно считать премиальной характеристикой, но это не означает, что все высококлассные втулки оснащены таким образом.Скорее, это функция, которая в значительной степени ограничена ступицами и колесами для бездорожья премиум-класса.

В случае ступиц с храповым механизмом выбор меньшего угла зацепления, как правило, добавит гула из-за наличия дополнительных зубьев в механизме. Это дополнительное тиканье может быть не громче, а просто чаще. Другие факторы, такие как жесткость пружин собачки и материалы, используемые для изготовления, также влияют на объем втулки, поэтому нет простого способа предсказать, насколько громкой будет та или иная втулка.

Для тех, кто предпочитает кататься как ниндзя, бесшумный фрихаб также является премиальной функцией и довольно редко встречается на текущем рынке. Это может измениться, если механизм Shimano Scylence перейдет от XTR к более дешевым ступицам и колесам, но на данном этапе это еще предстоит выяснить. Кроме того, нет никаких указаний на то, будет ли новая конструкция втулки использоваться в шоссейных втулках и колесах Shimano. Остаются только ступицы с обжимными/роликовыми муфтами от Onyx и True Precision.

Резюме и заключительные мысли

Внедрение кассетных муфт свободного хода в 80-х и 90-х годах положило конец навинчивающимся муфтам свободного хода и открыло новую эру конструкции ступиц.В корпус задней ступицы были встроены храповики, появились новые конструкции и были использованы различные стратегии для снижения веса, уменьшения сопротивления, улучшения удобства обслуживания и / или уменьшения угла зацепления. То, что это также приводило к различиям в звуке, который могла издавать ступица, когда гонщик ехал накатом, было просто побочным продуктом всего этого развития.

Традиционные резьбовые муфты свободного хода

Традиционные резьбовые муфты свободного хода

Сообщения о закрытии этого веб-сайта сильно преувеличены! Мы в ШелдонБрауне.com благодарим Harris Cyclery за многолетнюю поддержку. Harris Cyclery закрылась, но мы продолжаем работать. Продолжайте посещать сайт для получения новых и обновленных статей, а также новостей о возможных новых связях.



Если вы заинтересованы в размещении рекламы на этом сайте, перейдите на сайт SheldonBrown Ads.

Традиционные резьбовые муфты свободного хода

Freewheel или Freehub?

Старые многоскоростные велосипеды имеют простые задние ступицы с набором резьбы на правой стороне корпуса ступицы.Традиционная муфта свободного хода имеет соответствующую резьбу, которая навинчивается на ступицу.

Это отличается от более современной конструкции «Freehub ®» или «кассетной втулки», в которой храповой механизм свободного хода является более или менее неотъемлемой частью втулки. См. также мою статью о кассетных концентраторах.

Стандартная муфта свободного хода крепится к ступице путем навинчивания на внешнюю резьбу, являющуюся частью ступицы. При нажатии на педали муфта свободного хода затягивается на резьбе, поэтому для установки муфты свободного хода не требуются инструменты.

Как работает механизм свободного хода?

Внешний корпус механизма свободного хода может свободно вращаться в одном направлении относительно внутреннего корпуса, но не в другом направлении. Большинство муфт свободного хода достигают этого с помощью собачек, которые зацепляют храповик. На фотографии ниже показан внутренний корпус (часть, которая навинчивается на ступицу) механизма свободного хода. Внешний корпус (часть, которая держит звездочки) был удален. Красная стрелка указывает на одну из двух собачек этой муфты свободного хода. Маленькие проволочные пружины, видимые на фото, поворачивают собачки наружу.

На фото ниже показан внешний корпус с задней (левой) стороны. Храповик представляет собой круговое ступенчатое расположение рядом с центром фотографии. Когда велосипедист движется по инерции, собачки скользят вперед (на фото против часовой стрелки) по храповику. Механизм свободного хода издает характерный звук «тик-тик-тик», когда собачки встают на место за зубьями храповика. Когда велосипедист крутит педали, внешний корпус также поворачивается (на фото против часовой стрелки), собачки входят в зацепление с зубьями храповика, а трещотка работает бесшумно.Эта конкретная муфта свободного хода имеет две собачки, расположенные прямо напротив друг друга, и нечетное количество зубьев храпового механизма, 15, поэтому одновременно срабатывает только одна собачка.

На фотографии также показаны шарики подшипников в кольце подшипника, залитые смазкой, чтобы удерживать их на месте во время сборки (также несколько выпавших шариков подшипника). Шарики подшипника катятся между этой обоймой подшипника и одной обоймой на внутреннем корпусе. На предыдущей фотографии часть внутренней обоймы подшипника корпуса видна в виде полированной дуги (синяя стрелка).Передняя (правая) сторона муфты свободного хода имеет еще один подшипник в сборе, не показанный на этих фотографиях. Подшипники центрируют внешний корпус на внутреннем корпусе и позволяют внутреннему и внешнему корпусам свободно вращаться друг относительно друга, когда велосипедист движется накатом.

Нарезание резьбы свободного хода

Тип Дюйм Метрическая
итальянский 1,378″ x 24 т/д 35 x 1,058 мм
ИСО 1.375 дюймов x 24 т/д 34,92 x 1,058 мм
Британский 1,370″ x 24 т/д 34,80 x 1,058 мм
Французский 1,366″ x 25,4 т/д 34,7 х 1 мм
Метрическая система BMX 1,181″ x 25,4 т/д 30 х 1 мм

Все современные муфты свободного хода и резьбовые ступицы, независимо от места их изготовления, используют резьбу ISO. В более старых британских и итальянских стандартах используется один и тот же шаг резьбы, но немного другой диаметр резьбы, и, как правило, они взаимозаменяемы.Тем не менее, для сильных гонщиков и в тандемах лучше не смешивать и не сочетать — муфты свободного хода иногда срывают резьбу алюминиевых ступиц. Французская муфта свободного хода может начать навинчиваться на втулку ISO/британского/итальянского производства, но вскоре заклинит. Муфта свободного хода ISO/британского/итальянского производства скользит по верхней части резьбы французской втулки и соскальзывает вперед при попытке ее использования. Не форсируйте свободный ход — вы испортите ступицу.

Чашка каретки может служить калибром резьбы для муфты свободного хода: Размеры обычно указаны на чашках.Держите резьбу чашки каретки напротив резьбы втулки и смотрите между ними против света. Если резьба плотно входит в зацепление по всей длине, шаг резьбы одинаков. Если они качаются друг против друга, это другое. Вы можете проверить шаг резьбы муфты свободного хода, ввернув в нее левую чашку нижнего кронштейна ISO (не правую чашку, которая имеет левую резьбу). Чашка войдет легко, если шаг резьбы такой же, но имейте под рукой съемник свободного хода, чтобы вы могли отвинтить чашку.

Удаление муфты свободного хода

Муфты свободного хода навинчиваются на ступицу без каких-либо инструментов, затем, когда вы едете на велосипеде, ваше усилие на педалях затягивает их.

Обгонную муфту, которая использовалась в течение длительного времени, особенно сильным гонщиком на низких передачах, может быть довольно трудно снять, потому что резьба слишком тугая.

Корпуса трещотки

имеют больший диаметр, чем фланец спиц многих ступиц. Предупреждение: ослабьте муфту свободного хода, прежде чем обрезать спицы для замены обода , в противном случае вы не сможете ослабить муфту свободного хода или заменить спицы с правой стороны колеса.Ствол (между фланцами) многих ступиц сломается, если перешить только левую сторону, а затем попытаться открутить муфту свободного хода.

Хотя вы можете прикрутить трещотку вручную, просто повернув звездочки по часовой стрелке, когда вы захотите ее снять, звездочки не помогут, потому что храповой механизм трещотки позволяет ей свободно вращаться против часовой стрелки. Для снятия муфты свободного хода требуется специальный инструмент, обычно называемый «съемник муфты свободного хода» или «экстрактор муфты свободного хода», чтобы захватить сердечник муфты свободного хода.

Этот инструмент представляет собой шлицевой узел, который можно закрепить в тисках или повернуть с помощью гаечного ключа. Шлицы входят в зацепление с соответствующими шлицами во внутренней (всегда вращающейся вместе с колесом) части корпуса трещотки. Разные марки трещоток используют разные схемы сплайнов, но в последнее время наблюдается тенденция к стандартизации схемы Shimano.

У старых трещоток были простые пазы и соответствующие экстракторы с двумя или четырьмя «выступами» (зубцами). Форма и расстояние между этими зубьями варьировались от одной марки к другой.Очень часто зубцы закруглялись или ломались, что приводило к поломке механизма свободного хода. После того, как выемки повреждены, или чтобы снять и выбросить старую муфту свободного хода, для которой у вас нет инструмента, вы должны разобрать муфту свободного хода и зажать сердечник в тисках — левой стороной колеса вверх — затем открутить колесо против часовой стрелки.

При использовании съемника с муфтой с муфтой свободного хода инструмент следует зафиксировать от механизма свободного хода, затянув осевую гайку или быстросъемный стержень (без пружин). После того, как муфта свободного хода отсоединилась от ступицы, снимите гайку оси или стержень, прежде чем отвинчивать муфту дальше, иначе вы что-нибудь сломаете.

Некоторые популярные инструменты свободного хода
Парк ФР-1
Текущая модель Shimano с большими шлицами, 12 шлицов
(Также подходит для SRAM/Sachs и большинства стопорных колец HG для кассет.)
Park FR-2

SunTour 2-контактный.
Park FR-3

SunTour 4-контактный.
Park FR-4

Atom/Regina со шлицами.
20 шлицов.
(Примерно такой же внешний диаметр, как никель.)

Обычный метод снятия муфты свободного хода со ступицы заключается в том, чтобы зажать съемник муфты свободного хода в надежно закрепленных тисках и отвинтить колесо от муфты свободного хода. Если ваши тиски это позволяют, лучше зажать их так, чтобы колесо находилось в вертикальном положении. позволяя вам скручиваться сильнее, не давая ногам скользить по полу.Это дает вам лучшую покупку, чтобы повернуть колесо. Раньше я работал в магазине, где для этой цели у нас были тиски, установленные сбоку на дверной раме. Мои нынешние тиски имеют дополнительный шарнир, который позволяет губкам вращаться на 360 градусов. К сожалению, у большинства тисков нет этой полезной функции, поэтому вам, возможно, придется обойтись горизонтальной ориентацией колеса.

Альтернативный подход, который, как я обнаружил, хорошо работает для действительно упрямых муфт свободного хода, заключается в использовании подходящего накидного ключа для удерживания инструмента и резких ударов по рукоятке ключа большим резиновым молотком.Я использую хлыст для цепи Park, потому что у него есть шестигранное отверстие в рукоятке, которое идеально подходит для съемников свободного хода Park.

Какой бы метод вы ни использовали, лучше всего, если на колесо установлена ​​и накачана шина. Это улучшит сцепление и уменьшит риск повреждения обода.

Установка муфты свободного хода

Установка обгонной муфты довольно проста и не требует никаких инструментов. По сути, вы просто завинчиваете муфту свободного хода, как если бы вы завинчивали крышку на банке.Окончательное затягивание произойдет «силой ног», как только вы подниметесь на свой первый холм. Вы можете почувствовать проскальзывание свободного хода вперед. Тем не менее, если вы собираете велосипед для кого-то другого, рекомендуется подтянуть звездочки с помощью цепного инструмента или прокрутить велосипед на всех резьбовых звездочках, чтобы не создавалось впечатление, что что-то не так.

Сила стопы очень велика, и поэтому может быть так сложно снять муфту свободного хода, которая использовалась какое-то время, особенно на велосипеде с пониженной передачей.Чтобы предотвратить проблемы со снятием в будущем, очень важно смазать резьбу перед навинчиванием муфты свободного хода на ступицу!

Тип используемой смазки не так уж важен, но вы должны что-то использовать. Противозадирный состав, который обычно используется для ниппелей со спицами, также работает.

Убедитесь, что муфта свободного хода движется прямо. Резьба муфты свободного хода необычайно тонкая для своего диаметра, а алюминиевая резьба на ступице мягкая, ее легко повредить, если навернуть резьбу на муфту крест-накрест.Опять же, если муфта свободного хода движется прямо, но начинает заедать, не применяйте силу: у вас несоответствие резьбы, и вы повредите втулку.

Смазка муфт свободного хода

Механизмы свободного хода следует время от времени смазывать маслом средней густоты.

Это легко сделать и, как правило, не требует разборки. Предупреждение, однако: если корпус трещотки не будет чистым, масло будет переносить песок и грязь в механизм!

Если корпус чистый, делаем так:

Держите велосипед, оторвав заднее колесо от земли и наклонив его влево под углом примерно 45 градусов.В этом может помочь помощник. Поверните педали пару раз, чтобы колесо начало быстро вращаться, затем дайте ему по инерции (помогает быть на высокой передаче для этого.)

Загляните внутрь наименьшей звездочки. Звездочка будет неподвижна, так как колесо движется по инерции, но вы увидите внутреннюю часть свободного колеса, которая вращается вместе с колесом. Капните масло на щель между вращающейся частью и неподвижной частью. Гравитация и капиллярный эффект помогут нагнетать масло в муфту свободного хода.

Повторите это несколько раз, пока не услышите изменение звука щелкающих собачек (обычно они становятся тише, когда до них доходит масло).)

Это следует делать примерно раз в год или каждый раз, когда движение накатом звучит громко.

Если правая сторона корпуса трещотки загрязнена, снимите колесо, а затем трещоть. Задняя сторона муфты свободного хода может быть чистой. В этом случае вы можете капнуть маслом в щель на задней стороне во время вращения внутреннего корпуса.

Если ни одна из сторон не чиста, у вас есть три варианта:

  • Заменить муфту свободного хода.
  • Восстановите муфту свободного хода, чтобы можно было тщательно очистить все внутренние детали.См. нашу статью о восстановлении свободного хода.
  • Сначала соскребите столько песка и грязи, сколько сможете, затем смойте старую смазку с муфты свободного хода перед повторной смазкой. Для этого вам понадобится ванночка для очистки деталей, желательно с распылителем. Если ослабить внешнее кольцо на пару оборотов, можно увеличить зазор, в который будет распыляться чистящий раствор.

Phil Wood & Co. использовалась для изготовления инжектора смазки для муфты свободного хода. Механизм свободного хода навинчивается на него так же, как он навинчивается на колесо.Вы можете закачать достаточно смазки в муфту свободного хода, чтобы вытолкнуть всю грязь. Однако следует использовать только очень легкую смазку или масло, потому что густая смазка препятствует зацеплению собачек.

Замена и восстановление звездочки

Большинство многоскоростных муфт свободного хода имеют сменные взаимозаменяемые звездочки. Раньше в веломагазинах обычным делом была сборка нестандартных трещоток с любой желаемой комбинацией размеров звездочек. К сожалению, из-за общего сокращения числа муфт свободного хода запасные звездочки уже не так легко доступны, как раньше.Они появляются на eBay, и также можно восстановить старую изношенную звездочку с помощью разумной шлифовки.

Звездочки старых трещоток имели более высокие зубья, чем обычно. Когда звездочка и цепь изнашивались вместе, они образовывали форму крючка на задней стороне каждого зуба звездочки. Более короткие звенья новой сменной цепи попадали в выемку за крюком одного зуба, поднимались вверх по следующему зубу и прыгали вперед, когда этот зуб доходил до вершины.

Можно продлить срок службы крючковой звездочки, обточив крюки с помощью инструмента Dremel или дисковой шлифовальной машины.Закаленная металлическая поверхность уже стерлась, поэтому реанимированная звездочка будет изнашиваться быстрее, чем новая. Новые звездочки обычно нужно просто заменять, так как высота зубьев недостаточна для восстановления: см. нашу статью об износе звездочек и цепей.

Чтобы снять звездочки с муфты свободного хода для замены или восстановления, обычно используются два хлыста: один для откручивания звездочки, а другой для предотвращения обратного вращения муфты свободного хода. Проще всего это сделать, если на колесе установлена ​​муфта свободного хода.Или вы можете использовать специальные тиски свободного хода вместо второго хлыста цепи. Снимите муфту свободного хода с колеса, чтобы использовать тиски.

.

Тиски свободного хода. Фото только для иллюстрации. Тиски свободного хода должны быть зажаты в используемых верстачных тисках, и при разделении двух звездочек почти одинакового размера поместите меньшую звездочку под нее, чтобы она меньше мешала хлысту цепи.

Старые европейские муфты свободного хода в основном использовали звездочки с резьбой. Обычно у двух самых больших осталась резьба, и их нужно было удалить / заменить на широком конце муфты свободного хода.Из-за низкой передачи, обеспечиваемой более крупными звездочками, они обычно завинчивались очень и очень туго, и для их откручивания могло потребоваться значительное усилие. Меньшие звездочки привинчивались снаружи, используя обычную правую резьбу. Если у вас нет хлыста цепи или вы пытаетесь снять особенно застрявшую звездочку с резьбой, вы можете заменить ее короткой цепью, зажатой в тисках

.

Отрезок цепи и тиски также могут зажимать звездочку

На практике вам обычно не приходилось снимать все звездочки одновременно, потому что вам нужна была звездочка, чтобы удерживать муфту свободного хода на месте, пока вы отвинчивали ту, которую хотели снять.Были специальные тиски, которые зажимали резьбу, чтобы можно было снять последнюю звездочку, но я так и не нашел необходимости их использовать. Другой способ снять все звездочки — затянуть две самые большие звездочки друг против друга, ослабить оставшуюся меньшую звездочку, а затем открутить самые большие звездочки друг от друга. Механизмы свободного хода British Cyclo были другими — все звездочки навинчивались слева, кроме самой маленькой — и самой быстро изнашиваемой — одной! Эта звездочка была неотъемлемой частью корпуса трещотки и не могла быть удалена.Механики, которые этого не знали, сломали зубья на этой звездочке, пытаясь ее снять. Но это древняя история, и вы, вероятно, никогда не увидите фривил британского Cyclo!

В новых муфтах свободного хода используются шлицевые звездочки: достаточно открутить одну или две внешние звездочки, после чего остальные соскользнут. В механизмах свободного хода Shimano Hyperglide используются все шлицевые звездочки с резьбовым стопорным кольцом, аналогичным системе, используемой на кассетных втулках Hyperglide.

Следите за проставками между звездочками, чтобы сохранить правильное расстояние между звездочками при повторной сборке муфты свободного хода.При повторной сборке звездочек на корпусе трещотки смажьте резьбу консистентной смазкой, чтобы предотвратить коррозию и облегчить снятие в следующий раз.

Многие звездочки несимметричны. Высокая сторона зубьев звездочек SunTour обращена вправо. Пандусы для захвата цепи на новых звездочках также обращены вправо. При установке задом наперёд эти звёздочки будут переключаться очень плохо. Некоторые старые звездочки симметричны, поэтому вы можете продлить срок их службы, перевернув их.

История свободного хода

В старых муфтах свободного хода на одной и той же муфте обычно было 2 или 3 размера резьбы, поэтому звездочки, предназначенные для одного положения, не обязательно подходили для другого положения.Резьбовые звездочки также имели встроенные проставки, поэтому их можно было устанавливать только в одном направлении.

В середине 1970-х годов SunTour, а затем и Shimano отобрали производство трещоток у давно зарекомендовавших себя европейских производителей, таких как Atom, Campagnolo, Cyclo, Everest, Maillard, Regina, TDC… благодаря превосходному дизайну и качество изготовления, хотя металлургия японских изделий была не так хороша:

  • Одной из причин, по которой японцы смогли превзойти европейских производителей, было универсальное использование шлицев, а не резьбы, для крепления больших звездочек к корпусу трещотки.Поскольку единственными звездочками с резьбой были маленькие (которые не затягиваются настолько сильно), снять и заменить звездочки было намного проще. Некоторые европейские производители тоже использовали шлицы, но были и другие проблемы…
  • Было только два важных бренда японских трещоток — SunTour и Shimano — что упрощало заказ запчастей в веломагазинах. Было десять или более европейских продуктовых линеек, большинство звездочек которых были невзаимозаменяемыми.
  • Японцы дешевле европейцев по цене.
  • Японцы представили задние переключатели с улучшенным переключением и более узкое расстояние между звездочками, что позволило использовать 6-ступенчатую муфту свободного хода вместо европейской 5-ступенчатой ​​муфты свободного хода.
  • Японские муфты свободного хода также отличались лучшей формой зубьев звездочки, благодаря чему они переключались значительно лучше. Зубья звездочки SunTour были скошены вверху в направлении, которое облегчало посадку цепи в нужное положение при ее смещении. Shimano использовала конструкцию с «кручеными зубьями», в которой задний угол каждого зуба располагался там, где ему было легче зацепить проходящую цепь во время переключения.
  • Японские муфты свободного хода также имели более качественное, глубокое и надежное приспособление для снятия муфты свободного хода. В SunTour использовалось обычное двухзубцовое соединение, но пазы были намного глубже, чем на европейских муфтах свободного хода, а съемник был разработан для лучшей подгонки к муфтам свободного хода SunTour. Shimano была главным пионером в использовании шлицевых съемников, которые были в значительной степени невосприимчивы к старой проблеме закругления двух углов инструмента и совмещения углов вырезов свободного хода.
Французская муфта свободного хода со слабыми насечками Механизм свободного хода SunTour с более прочными насечками.

Сколько скоростей?

Первые многоскоростные муфты свободного хода имели 3 звездочки с традиционной цепью 1/8 дюйма.

В 1950-х годах были введены более узкие звездочки и цепи 3/32 дюйма, что позволило перейти на 4-звездные колеса свободного хода в пределах тогдашнего стандартного расстояния между рамами 114 мм (4 1/2 дюйма)

5 скоростей

В конце 1950-х расстояние между колесами было увеличено до 120 мм, что позволило использовать 5-ступенчатую муфту свободного хода.Это потребовало добавления проставок к правому концу оси, чтобы цепь не терлась о раму. Добавленные проставки потребовали дополнительной тарелки на спицах, из-за чего колеса стали несколько слабее.

6 скоростей

В 1970-х годах был сделан шаг в сторону 6-ступенчатой ​​муфты свободного хода. Они были двух типов:
  • «Стандартный» с интервалом 6 скоростей имел расстояние между звездочками, такое же, как у существующих 5 скоростей, около 5,5 мм.

    Стандартные 6-ступенчатые передачи потребовали увеличения расстояния между рамами до 126 мм, что усугубило проблемы, возникшие при переходе на 5-ступенчатую передачу, но в большинстве случаев по-прежнему обеспечивало удовлетворительную работу.

  • «Ultra Six ®» с 6 скоростями использовал более близкое расстояние, около 5 мм. Это позволило системе свободного хода Ultra Six® напрямую заменить стандартную 5-ступенчатую трансмиссию на ступице диаметром 120 мм. Ключом к выполнению этой работы было использование более узкой цепи. Внутренняя ширина цепи была такой же, как всегда, но в новых более узких цепях использовались более короткие заклепки, поэтому концы заклепок не выступали за внешние пластины цепи, как это делали заклепки в традиционных цепях.

7 скоростей

В 1980-х годах эти два подхода были объединены для создания 7-ступенчатой ​​муфты свободного хода с шагом 5 мм («Ультра»), который подходил к тем же ступицам диаметром 126 мм, что и «стандартные» 6-ступенчатые.

8 скоростей

В начале 1990-х годов промышленность перешла на 8-скоростные кластеры с расстоянием между ними 130 мм. 8 скоростей были доступны как в муфтах свободного хода, так и в кассетных втулках. Как и при переходе с 4-й на 5-ступенчатую и с 5-ступенчатой ​​на 6-ступенчатую, для этого потребовалось добавить проставки на правый конец оси, чтобы цепь не терлась о раму.

Как оказалось, увеличенная длина неподдерживаемой оси, торчащей с правой стороны втулки, была слишком большой для традиционных осей с резьбой 10 мм.8-ступенчатые муфты свободного хода продавались в течение нескольких лет, но у очень большого процента гонщиков, купивших их, возникли проблемы с поломкой/изгибом оси. В результате 8-ступенчатые фривилы со временем практически исчезли с рынка.

Это также совпало с растущей популярностью кассеты Freehub ®, у которой не было проблемы с выступающей осью. Поскольку количество звездочек продолжает увеличиваться до 9 и более, резьбовые муфты свободного хода устарели для высокопроизводительных приложений.9- или 10-скоростные муфты свободного хода никогда не производились, поскольку все современные велосипеды с переключателем передач приличного качества используют гораздо более совершенную кассетную систему Freehub.

Настройка и обновление

[Большую часть этого раздела можно свалить на Джона Аллена 🙂 ]

Вам нужно заменить старую заднюю втулку с резьбой на современную трансмиссию с индексным переключением передач?

Нет, если только вы не настаиваете на том, чтобы задних звездочек было больше, чем вам может понадобиться. Рекламировать 9, 10, 11 скоростей сзади — хорошая реклама, но вы можете получить широкий диапазон и узкие ступени с 6 или 7 звездочками и компактными двойными (см. пример) или тройными звездочками.

Современные 5- и 6-ступенчатые муфты свободного хода имеют расстояние между звездочками 5,5 мм и работают с 5- и 6-ступенчатыми индексными переключателями Shimano. 7-скоростные трещотки — и старые трещотки SunTour Ultra — имеют расстояние между звездочками 5 мм, которое работает с 7- или 8-скоростными переключателями Shimano с щелчком и задними переключателями — см. таблицу расстояний между звездочками. (Возможно, вам придется немного отрегулировать прокладку кабеля с помощью 8-ступенчатого переключателя передач). Дополнительные щелчки переключателя индекса будут заблокированы ограничителем на переключателе. 8-скоростная цепь работает со всеми этими муфтами свободного хода и более долговечна, чем более узкие цепи, используемые для 9 и более скоростей.

7-скоростная муфта свободного хода с 13-15-17-19-21-24-28 зубьями доступна от Shimano, SunRace и IRD. Это хорошая, равномерная прогрессия, или вы можете выбрать другую — см. список доступных фривилов от Harris Cyclery. Современные муфты свободного хода имеют те же функции легкого переключения, что и кассеты.

Если вы не готовы мириться с фрикционным переключением, вам необходимо установить новые переключатели. Индексные переключатели на руле, верхние переключатели или рычаги переключения передач на нижней трубе позволяют вам понять, как переключать передачи на ощупь.Переключатели тормозных рычагов возвращаются в одно и то же положение после каждого переключения, поэтому вы не знаете, какую передачу используете. Они также имеют тенденцию быть дорогими. Припаянные бобышки для переключателей с нижней трубой на некоторых старых рамах не подходят к сегодняшним рычагам переключения передач или ограничителям троса, поэтому вам нужно будет использовать переходник с зажимом.

5-ступенчатая муфта свободного хода или Suntour Ultra-6 будут работать с расстоянием между задними дропаутами 120 мм, которое было обычным в 1970-х годах. Для 7-ступенчатой ​​муфты свободного хода требуется расстояние не менее 126 мм, но только стальные рамы, вероятно, будут иметь более узкое расстояние, и их обычно можно установить в холодном состоянии, чтобы расширить дропауты.Вам также может понадобиться перекрасить заднее колесо — см. статью о расстоянии между рамами. Чтобы преобразовать в кассету, вам придется заменить заднее колесо.

Безусловно, выбор муфты свободного хода несколько ограничен, если только вы не накопили старые звездочки. Еще во времена 4-, 5- и даже 6-ступенчатых муфт свободного хода было обычным делом настраивать передаточные числа. Когда было так мало доступных положений звездочек, было более важно предоставить конкретные размеры, необходимые для соответствия стилю данного гонщика и условиям езды.

По мере того, как шестерни распространялись на 7-, 8-, 9- и теперь 10-, 11-, 12-скоростные кассеты, это стало меньшей проблемой. В результате нестандартная передача сейчас встречается гораздо реже, чем раньше. Тем не менее, с тройным шатуном вы можете иметь узкие ступени и широкий диапазон с 6 или 7 звездочками сзади.

С другой стороны, многие пожилые велосипедисты считают, что настроить кластеры кассетного типа сложнее, чем со старыми муфтами свободного хода с резьбой. На самом деле все наоборот! Кассеты намного проще настроить, потому что все звездочки используют один и тот же шаблон сплайнов, поэтому любую из звездочек (кроме самой маленькой) можно использовать в любом месте на корпусе Freehub.С резьбовыми муфтами свободного хода корпус имеет «ступенчатую форму», а звездочки для разных положений прикрепляются с разными шлицами или рисунками резьбы. Раньше в лучших магазинах велосипедов была большая «звездочка» с десятками крючков, чтобы хранить все различные варианты количества зубьев и размеров насадок, необходимых для создания нестандартных трещоток. Как правило, каждому производителю требуется своя звездочка, потому что у каждого производителя будет свой собственный дизайн.

Обслуживание корпусов свободного хода

Примечание: кроме срочных случаев:

  • восстановление заветной антикварной муфты свободного хода;
  • , чтобы вернуться в путь с развалившимся на части;
  • , если съемник свободного хода не работает или у вас его нет —

Работа с корпусами муфты свободного хода, как правило, не стоит усилий.Муфта свободного хода изнашивается меньше всех подшипников велосипеда, поскольку она вращается только тогда, когда не несет нагрузки.

Тем не менее, вам может потребоваться обслуживание муфты свободного хода. Некоторые муфты свободного хода имеют на одну внутреннюю прокладку больше, чем необходимо, что заставляет их заметно раскачиваться во время езды. Некоторые муфты SunTour Pro Compe и Perfect имеют тенденцию откручивать внешний конус подшипника. К счастью, выпадут только шарики подшипника: ось и дропаут удержат остальные детали. Обычно можно снова вкрутить конус подшипника (против часовой стрелки) и ехать домой, пока вы не выбегаете, а затем восстановить муфту свободного хода.

См. нашу страницу о восстановлении муфты свободного хода, если вам нужно исправить эти проблемы или восстановить муфту свободного хода по какой-либо другой причине.

Многие корпуса муфт Shimano Freehub можно обслуживать так же, как и обычные муфты свободного хода, если вы найдете специальный инструмент Shimano старого образца (TL-FH 40) для отвинчивания чашки, которая также является конусом для коренных подшипников. Кассетные корпуса распространены и легко заменяются, поэтому редко возникает веская причина для их восстановления. Корпуса кассет других марок требуют других инструментов или не подлежат восстановлению.

Статьи Шелдона Брауна и других

Сообщения о закрытии этого веб-сайта сильно преувеличены! Мы на sheldonbrown.com благодарим Harris Cyclery за многолетнюю поддержку. Harris Cyclery закрылась, но мы продолжаем работать. Продолжайте посещать сайт для получения новых и обновленных статей, а также новостей о возможных новых связях.

Copyright © 1997, 2007 Шелдон Браун, 2019 Джон Аллен

Если вы хотите сделать ссылку или закладку на эту страницу, URL-адрес:
https://www.sheldonbrown.com/freewheels.html
Последнее обновление: Гарриет Фелл

Объяснение втулок: как работает втулка, типы кузова и совместимость

Это небольшой компонент, который мы склонны воспринимать как должное, но втулка является неотъемлемой частью большинства велосипедов и выполняет жизненно важную работу. Втулка передает мощность вашего педали на дорогу или тропу и дает вашим ногам отдых, пока вы все еще движетесь.

Для многих райдеров это случай «сделай и забудь», но с вашей муфтой много чего происходит.У него есть несколько хитрых механических деталей, которые спрятаны внутри, и иногда им нужно немного нежной заботы, чтобы они хорошо работали.

Если вы всегда меняете один на другой при замене кассеты вашего велосипеда, вам, возможно, не нужно сильно беспокоиться о совместимости с втулкой, но это тоже сложнее, чем кажется.

Мы начнем с объяснения различных типов фрихаба и принципа их работы, а затем рассмотрим стандарты фрихаба и совместимость кассет.

Что такое фрихаб?

Серебряная часть на этом изображении — это внешняя сторона втулки. Саймон фон Бромли / Immediate Media

Большинство велосипедов позволяют вам перестать крутить педали, но продолжать движение, или «движение по инерции». Для велосипедов, оснащенных переключателем передач, это обычно благодаря втулке.

Freehub является продолжением правой стороны ступицы заднего колеса.

Он содержит систему, которая взаимодействует с рулем, когда вы крутите педали, чтобы продвигать вас вперед, и которая отключается, когда вы прекращаете крутить педали, чтобы колесо продолжало вращаться без вращения шестерен и педалей.Внутри корпуса муфты имеется механизм, который зацепляет и отсоединяет колесо от зубчатых звездочек.

На внешней поверхности втулки имеется набор шлицов, на которые надевается кассета (т.е. зубчатые колеса) при сборке велосипеда. Как правило, кассета содержит набор отдельных звездочек или групп звездочек.

Число звездочек на кассете часто называют ее скоростями; например, 11-скоростные и 12-скоростные для новейших групсетов для шоссейных велосипедов и групсетов для горных велосипедов имеют 11 или 12 зубцов сзади.

Эти звездочки часто прочно удерживаются на месте стопорным кольцом, которое ввинчивается в конец втулки (хотя мы объясним некоторые исключения ниже).

Точки зацепления и угол зацепления

Вы увидите, что некоторые бренды указывают точки зацепления, а другие — угол зацепления для своих втулок. Количество точек зацепления — это количество дискретных положений, в которых муфта может зафиксироваться на колесе при каждом полном обороте колеса, как только вы прекратите свободный ход и начнете крутить педали.

Полный оборот колеса составляет 360 градусов, поэтому угол зацепления равен 360, деленному на количество точек зацепления.

Таким образом, у втулки с 36 точками зацепления, например, угол зацепления будет 360/36 = 10 градусов. При наличии 72 точек зацепления угол зацепления падает до 5 градусов.

Как работает бесплатный концентратор

Подавляющее большинство втулок использует одну из двух различных систем — собачку или храповик — для соединения втулки с колесом, когда вы крутите педали, и выключения ее, когда вы крутите педали.

В каждом из них существует множество вариантов их конструкции, и есть несколько хорошо известных специализированных конструкций, таких как втулки Криса Кинга.

Здесь мы объясним обе системы, а затем взвесим все за и против каждой.

Типы муфт

Втулки собачки

Втулка с собачкой состоит из подпружиненных рычагов, которые входят в зацепление с зубчатым приводом. Джеймс Хуанг / Immediate Media

В муфте с собачками механизм включения/выключения состоит из нескольких подпружиненных рычагов, называемых собачками, которые развернуты наружу в одной части втулки велосипеда и входят в зацепление с зубчатым приводным кольцом в другой части втулки для передачи усилия на рулевое колесо.

Пружины выталкивают собачки наружу из гнезд, когда вы крутите педали. После того, как вы совершите свободный ход, угол собачек означает, что они отталкиваются от пружин и скользят по зубьям, издавая характерный щелкающий звук.

Количество собачек варьируется в зависимости от конструкции втулки и может составлять от двух до шести.

Обычно они находятся на втулке и вдавливаются наружу в зубья втулки, но есть также конструкции, в которых собачки находятся на внутреннем крае фланца втулки и обращены внутрь к зубьям втулки (как в некоторых старых конструкциях Reynolds). и те, в которых собачки находятся в центре корпуса втулки и зацепляются с зубьями на внешнем крае втулки (например, в некоторых колесах Mavic).

Для некоторых видов верховой езды желательно иметь большое количество точек зацепления (и, следовательно, небольшой угол зацепления). Самый простой способ для производителя добиться этого — увеличить количество зубьев на приводном кольце.

Однако зубья должны быть меньше, как и собачки, поэтому некоторые бренды используют собачки с несколькими зубьями для распределения нагрузки или смещают собачки в многофазной конфигурации, чтобы не все собачки срабатывали одновременно, тем самым снижая угол зацепления.

Втулки

Halo используют подход с несколькими зубьями, чтобы дать вам 120 точек зацепления. В отличие от более обычного плоского профиля, его собачки имеют клиновидную форму, так что сила педалирования сильнее прижимает их к зубьям ступицы.

Стоит отметить, что весь крутящий момент при педалировании передается через собачки, поэтому на них действует довольно большое усилие, и их необходимо регулярно обслуживать, чтобы продолжать эффективно работать, особенно если вы едете во влажных или грязных условиях или в убежище. не использовал ваши колеса в течение некоторого времени.

Втулки с трещоткой

В храповом механизме используется пара соединительных колец с зубьями на внутренней поверхности. Джеймс Хуанг / Immediate Media

Втулка с храповым механизмом имеет пару колец с зубьями на внутренней поверхности, которые концентричны вокруг оси и сдвинуты вместе для передачи усилия педалирования на заднее колесо. Два храповых кольца обычно прижимаются друг к другу большими пружинами, которые окружают втулку и располагаются за одним или обоими кольцами.

Одно или оба храповых кольца могут входить и выходить из втулки по шлицам, выточенным на их внешних краях, которые входят в зацепление с зубьями в втулке и/или корпусе втулки.

Зубья храповика расположены под углом, поэтому при свободном вращении наклонные поверхности каждого кольца скользят друг по другу, скользя против усилия пружин. Когда вы крутите педали, плоские поверхности сцепляются друг с другом, чтобы передать вашу движущую силу на колесо.

Втулки

DT Swiss теперь построены на храповой системе и имеют от 18 до 54 точек зацепления.Для некоторых фрихабов вы можете купить запасные храповики, которые позволяют изменить количество точек зацепления.

Втулки DT Swiss изготовлены на основе храповой системы. Мэтью Ловеридж / Immediate Media

В стандартной системе DT Swiss Ratchet и в системе Ratchet LN начального уровня оба храповика могут перемещаться во втулке и прижиматься друг к другу пружинами.

В новой модели Ratchet EXP одно храповое кольцо ввинчивается в ступицу колеса, а второе скользит внутрь и наружу по шлицам внутри муфты свободного хода, зацепляя или расцепляя трещотку под действием одной пружины.Эта система легче и используется на высококачественных колесах DT Swiss.

Втулки Chris King используют храповую систему, которая называется «RingDrive». Компоненты Криса Кинга

Втулки

Chris King имеют храповую систему, которая работает аналогичным образом, но с 45 или 72 точками зацепления для сверхбыстрого натяжения, как только вы начинаете крутить педали. В этой конструкции внутренний храповик скользит по ступице, чтобы задействовать муфту свободного хода, придавая ступицам Криса Кинга характерную выпуклость с правой стороны.

Храповой механизм

Криса Кинга скользит по угловым шлицам в ступице, а не по прямым шлицам ступиц DT Swiss.

Это означает, что чем сильнее вы крутите педали, тем сильнее сжимаются две трещотки, поэтому вероятность их проскальзывания еще меньше. Крис Кинг утверждает, что его система может выдерживать в три раза большую крутящую нагрузку, чем некоторые протестированные ею конкуренты.

Zipp также использует храповую систему с 36 зубьями в своих топовых ступицах Cognition, установленных на колесах NSW.Вместо пружины он использует шесть магнитов, чтобы вытолкнуть внутреннее храповое кольцо наружу во втулке, чтобы зацепить храповик в муфте.

Собачка против храповика

В то время как втулки с собачками имеют несколько отдельных точек контакта между концами собачек и зубьями, с которыми они зацепляются, в системе на основе храповика имеется большее количество точек контакта, разбросанных по кольцу внутри втулки.

Теоретически большее количество контактов на основе колец в храповике должно быть более надежным и лучше передавать усилие, хотя на практике системы на основе собачек достаточно хорошо спроектированы, и это вряд ли будет проблемой при регулярном обслуживании.

Существует больше возможностей для износа с системой собачек, так как имеется небольшое количество сопрягаемых поверхностей, а не несколько зацепляющихся зубьев храповика. Если одна из собачек выходит из строя или не срабатывает эффективно, существует больший риск повреждения внутренних частей втулки и выхода из строя втулки.

В некоторых ситуациях меньший угол зацепления полезен для более быстрого натяжения после того, как вы начнете крутить педали. Это особенно полезно для лазания по бездорожью. С другой стороны, на горных велосипедах с полной подвеской это может усилить отдачу, когда сжатие подвески тянет цепь и проворачивает ее назад, что также создает дополнительную нагрузку на внутренние части втулки, которые могут выйти из строя.

Храповики

могут показаться очевидным выбором для приложений с высокими нагрузками, но если угол зацепления является приоритетом, система со смещенными собачками может быть лучше. Industry Nine использует шесть смещенных собачек в своих втулках Hydra, которые в сочетании с приводным кольцом со 115 зубьями обеспечивают огромные 690 точек зацепления, что дает угол зацепления чуть более половины градуса.

Подшипники ступицы

В некоторых ступицах используются керамические подшипники, но в большинстве используются стальные. Керамическая скорость

Freehub обычно включает собственные герметичные подшипники и часто имеет внутренние и внешние подшипники для поддержки нагрузки.Это в дополнение к подшипникам в колесной оси, хотя DT Swiss, например, перемещает правый ступичный подшипник, чтобы он находился внутри внутреннего храповика в своих ступицах Ratchet EXP, чтобы помочь воспринимать нагрузку.

В большинстве ступиц используются сменные патронные подшипники, но в некоторых, таких как Shimano и Campagnolo, используются незакрепленные шарикоподшипники, герметизированные внутри корпуса ступицы.

Втулки

Shimano можно обслуживать до определенной степени, но когда они изнашиваются, вам официально понадобится совершенно новая втулка, поскольку они не предназначены для разборки, даже если это технически возможно.Втулки от Campagnolo и других брендов проще в обслуживании.

Во многих колесах используются стальные подшипники, но в более дорогих колесах иногда используются керамические подшипники из-за заявленных преимуществ производительности.

Муфта свободного хода и муфта свободного хода

Часто можно встретить упоминания об фривилах. Храповой механизм механизма свободного хода встроен в набор звездочек, а не является частью ступицы колеса.

Муфта навинчивается на резьбу, образующую жесткую часть ступицы, с помощью специального инструмента, который входит в прорези в корпусе муфты.

Механизмы свободного хода появились раньше, чем муфты свободного хода. Их до сих пор можно найти на старых велосипедах и большинстве современных односкоростных велосипедов. Однако на многоскоростных велосипедах они были заменены втулкой, поскольку она легче и компактнее, поэтому может работать с меньшими звездочками и более широким диапазоном передач. Втулки также перемещают подшипники дальше наружу, что снижает вероятность изгиба оси.

Вы также выбрасываете храповик каждый раз, когда меняете муфту свободного хода, но сохраняете ее при смене кассеты в системе с муфтой свободного хода.

Стандарты FreeHub

Теперь, когда мы рассмотрели внутренности фрихаба, давайте обратимся к внешней части фрихаба — той части, на которой крепится ваша кассета.

Существует множество различных стандартов, используемых разными производителями трансмиссий, в основном это Shimano, SRAM и Campagnolo, а также различные стандарты для карусельных втулок для горных и шоссейных велосипедов.

Некоторые из них совместимы друг с другом, но многие нет, даже если они рассчитаны на одинаковое количество звездочек, поэтому понимание того, какой тип втулки у вас есть или вам нужен, является ключевым при смене кассеты, замене втулки или покупке новой колесной пары.

Шимано Гиперглайд

Hyperglide от Shimano — популярная конструкция со свободной втулкой. Саймон фон Бромли / Immediate Media

Самая распространенная конструкция втулки — Shimano Hyperglide. Он имеет 9 выступающих шлицов на внешней стороне корпуса втулки, которые соответствуют прорезям на звездочках кассеты.

Два из этих шлицов имеют другую ширину и расстояние между ними, чем другие, что означает, что вы не можете установить свои звездочки неправильно или в неправильном положении.

В корпуса

Modern Hyperglide с втулками подходит 11-скоростная кассета, совместимая с Shimano/SRAM, для колес шоссейных велосипедов.

Многие корпуса со свободными втулками обеспечивают некоторую совместимость между различными «скоростями». Уоррен Росситер/Immediate Media

Вы также можете использовать кассеты стандарта Shimano с 8, 9 или 10 скоростями, но для установки потребуется установить прокладку 1,85 мм на внутренней стороне кассеты, а также дополнительную прокладку 1 мм для 10-скоростных кассет.

Вам также потребуется использовать прокладку, если вы хотите использовать кассету MTB на 11-скоростной шоссейной втулке, поскольку втулки Shimano/SRAM MTB немного уже.

До появления 11-скоростной втулки Hyperglide были короче и обычно допускали 8-, 9- или 10-скоростные кассеты (хотя для 10-скоростных кассет требуется проставка). Однако некоторые колеса и ступицы Shimano поставлялись с 10-скоростными втулками, которые не были обратно совместимы.

С переходом Shimano на 12 скоростей в своих новейших групсетах Dura-Ace R9200 компания-производитель компонентов обновила конструкцию своей втулки Hyperglide. Shimano уменьшила ширину шлицов, но увеличила их количество, чтобы увеличить площадь поверхности и, следовательно, уменьшить вероятность того, что звездочки «вгрызаются» в корпус втулки.В кассетах Ultegra R8100 используется та же 11-скоростная втулка HG, что и в предыдущих поколениях.

Микросплайн Shimano

Micro Spline дал Shimano возможность использовать сплав, а не сталь для корпуса втулки. Джош Паттерсон / Immediate Media

Разработанная для использования с 12-скоростными кассетами MTB японского бренда, втулка Shimano Micro Spline имеет 23 шлица, которые в целом аналогичны новым 12-скоростным шоссейным втулкам.

Однако конструкция Micro Spline означает, что кассеты могут иметь небольшую звездочку с 10 зубьями, а не наименьшую звездочку с 11 зубьями, которую может вместить Hyperglide.

Несмотря на то, что они могут выглядеть одинаково, новые 12-скоростные втулки Shimano Dura-Ace и Micro Spline отличаются друг от друга, а кассеты не взаимозаменяемы ни в одной из систем.

СОЗУ XD

Freehub XD иногда называют «драйверами XD». Рассел Бертон / Immediate Media

Система SRAM XD изначально была разработана для установки кассет для горных велосипедов с наименьшей звездочкой с 10 зубьями. У него более короткий корпус, чем у обычной 11-скоростной втулки Shimano/SRAM.

Кассета соединяется с втулкой с помощью комбинации коротких шлицов и резьбового участка на корпусе втулки.

При установке новой кассеты необходимо убедиться, что шлицы в кассете входят в зацепление с муфтой, затем затянуть кассету на резьбе с помощью стандартного инструмента для кассеты. Конструкция означает отсутствие отдельного стопорного кольца.

Вы часто будете слышать, как хаб XD называется драйвером XD — это означает то же самое.

СОЗУ XDR

Freehub SRAM XDR шире, чем SRAM XD. Алекс Эванс / Наши СМИ

Стандарт

SRAM XDR (XD Road) по сути такой же, как XD, и работает так же, но на 1,85 мм шире, чтобы вместить 12-скоростные дорожные кассеты в своих беспроводных электронных групсетах eTap AXS.

Его дополнительная ширина означает, что вы можете установить кассету SRAM XD MTB на втулку XDR, если вы установите прокладку 1,85 мм внутри кассеты. Но это означает, что вы не можете установить кассету XDR на колесную пару горного велосипеда с корпусом фрихаба XD.

Кампаньоло FW

Редкий фрихаб Campagnolo. Рубен Баккер-Диос / Immediate Media

Стандартная втулка Campagnolo совместима только с кассетами Campagnolo, поскольку имеет более глубокие шлицы, чем корпус втулки Shimano/SRAM.

Как и у Shimano/SRAM, имеется дифференциальное расстояние между шлицами, чтобы гарантировать, что вы можете установить отдельные звездочки кассеты только в одном положении и одной ориентации. Также есть другое стопорное кольцо, несовместимое с Shimano, которое используется для фиксации кассеты на втулке.

Campagnolo использует единую конструкцию втулки для 9-, 10-, 11- и 12-скоростных кассет, а новейшая втулка N3W также принимает 13-скоростные кассеты.

Кампаньоло N3W

Втулка N3W, изображенная на фото, представляет собой укороченную версию существующей дорожной конструкции Campagnolo. Мэтью Ловеридж / Immediate Media

Последний стандарт кузова со свободной втулкой Campagnolo N3W был разработан для совместимости с групсетом для гравийных велосипедов Campagnolo Ekar. Он на 4,4 мм короче корпуса со втулкой FW, поэтому он немного легче, но имеет такой же рисунок шлицов.

Более короткий корпус позволяет Campagnolo предлагать 13-скоростные кассеты Ekar со звездочками до девяти зубьев, что дает вам действительно широкий выбор вариантов кассет с 9-36, 9-42 или 10-44 зубьями.

Хорошей новостью является то, что втулка N3W обратно совместима со стандартными дорожными кассетами Campagnolo благодаря адаптеру, который вставляется в конец корпуса втулки N3W. Campagnolo говорит, что в будущем его колесные пары будут поставляться с корпусом FreeHub N3W в стандартной комплектации.

Совместимость с фрихабом

Включать и выключать фрихаб легко и приятно. Рассел Бертон / Immediate Media

Из вышеизложенного вы увидите, что есть некоторые возможности использовать некоторые втулки с кассетами, для которых они не предназначены, обычно с использованием прокладок, чтобы добавить дополнительную ширину, необходимую для установки более узкой кассеты на более широкую втулку.

Возможности расширения свободной втулки для установки более широкой кассеты более ограничены, и только система Campagnolo N3W предоставляет адаптер, позволяющий это сделать.

Многие производители колесных пар продают колеса с возможностью выбора различных стандартов втулки, поэтому, если вы знаете, какой тип кассеты вы планируете использовать, вы можете купить совместимую колесную пару.

Хотя для некоторых колесных пар доступен только один вариант втулки, все чаще можно купить отдельную втулку, соответствующую вашим колесам, что позволяет менять стандарты.

Как обслуживать фрихаб

Обслуживание FreeHub проще, чем может показаться на первый взгляд. Джек Люк / Immediate Media

У нас есть специальная и подробная статья о том, как обслуживать фрихаб. Хотя это одна из самых сложных задач по обслуживанию велосипеда, она не выходит за рамки возможностей домашнего механика.

Некоторые втулки предназначены для снятия с колеса без инструментов, в то время как для других требуются специальные инструменты. Втулки DT Swiss нуждаются в полном наборе различных инструментов для их разборки, в то время как вы можете добраться до некоторых других с помощью стандартного набора шестигранных ключей.

При обслуживании муфты обычно приходится следить за множеством мелких деталей, особенно в системах на основе собачек, поэтому систематическая и тщательная работа является ключевым моментом.

Вам также необходимо использовать правильную смазку при повторной сборке муфты. Тяжелая смазка, скорее всего, склеит внутренние детали и может привести к выходу из строя вашей муфты; большинство производителей ступиц указывают свои собственные легкие смазочные материалы.

Парковый инструмент | Определение типа кассеты/трещотки

Эта статья поможет определить, есть ли на вашем велосипеде кассета или система свободного хода, а также какой инструмент необходим для снятия и установки задних шестерен.

1

Кассета Против. Свободное колесо

Что мне нужно знать, как делать?
  • Снятие и установка колеса — см. статью

Задние шестерни крепятся к ступице одним из двух способов. В новых велосипедах, как правило, используется втулка типа «кассетная втулка». Кассетная втулка использует систему «свободной втулки», которая представляет собой тип муфты, прикрепленной к корпусу втулки.Этот цилиндрический механизм вращается против часовой стрелки для движения по инерции и блокируется по часовой стрелке для движения велосипеда при вращении педалей. Корпус втулки имеет ряд шлицов на внешней оболочке. По этим шлицам скользят «кассетные» звездочки. Стопорное кольцо ввинчивается во втулку и удерживает звездочки на месте. Когда шестерни удалены, муфта с храповым механизмом остается на корпусе втулки. В большинстве современных велосипедов используется система freehub. См. типичную кассетную втулку ниже.

Кассетная система

Старые велосипеды могут иметь большую наружную резьбу на втулке.Зубья и храповой механизм в сборе, называемый «фривилом», навинчиваются на ступицу. Храповой механизм снимается вместе с зубьями, когда муфта свободного хода раскручивается для снятия.

Система свободного хода

Чтобы определить, является ли звездочка системой свободного хода или кассетной, снимите заднее колесо с велосипеда. Найдите приспособление для инструмента на наборе звездочек. Вращайте звездочки назад. Если фитинги вращаются вместе с зубьями, это кассетная система с муфтой.Если фитинги инструмента не вращаются вместе с зубьями, это резьбовая система свободного хода.

Кассетная система — инструмент вращается с зубцами

Система свободного хода – инструментальный фитинг не вращается

Перед началом процесса снятия и установки вам необходимо определить тип или марку вашей кассеты или трещотки.Инструмент для удаления должен правильно подходить к детали, иначе обе части могут быть повреждены. В следующих таблицах показаны все стили, для которых имеется совместимый инструмент установки и удаления, созданный Park Tool.

2

Совместимость инструментов – Кассета

FR-5.2, FR-5.2G, FR-5.2GT, FR-5.2H
Shimano®, SRAM®, Chris King®, Sun Race®, Hugi® и т. д.стопорные кольца кассеты 12 шлицов, прибл. диаметр 23,4 мм
ББТ-5/ФР-11
Стопорные кольца для кассет Campagnolo® 12 шлицов, прибл. диаметр 22,8 мм
HCW-17
Односкоростное внешнее стопорное кольцо с насечкой От 2 до 8 внешних пазов

Выбор между FR-5.2 инструмента

Park Tool производит 4 различных инструмента для наиболее распространенных инструментов для установки стопорных колец кассеты. Для ознакомления с различиями между функциями этих инструментов см. следующее видео:

3

Совместимость инструментов — муфта свободного хода

ФР-1.3*
Shimano®, Sun Race®, Sachs® 12 шлицов, прибл. диаметр 23 мм
ФР-2
Suntour® с двумя зубцами 2 насечки, прибл. диаметр 25 мм
ФР-3
Suntour® четырехзубый 4 насечки, прибл.диаметр 24 мм
ФР-4
Atom®, Regina®, некоторые одобренные Schwinn® 20 шлицов, прибл. диаметр 21,6 мм
ФР-6
Односкоростной и BMX 4 насечки, прибл. диаметр 40 мм
ФР-7*
Сокол® 12 шлицов, прибл.диаметр 23 мм
ФР-8
Компактная односкоростная (резьба 30 мм / «перекидные втулки») 4 насечки, прибл. диаметр 32 мм

См. «Снятие и установка кассеты» и «Снятие и установка муфты свободного хода» для получения информации о процессе использования этих инструментов.

*ПРИМЕЧАНИЕ: муфты свободного хода Shimano и Falcon имеют похожие, но разные приспособления для инструментов. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ FR-1.3 на муфтах свободного хода Falcon или FR-7 на муфтах свободного хода Shimano.

Существуют обгонные муфты более старых моделей, для которых этот инструмент больше не доступен. Старый стандарт Shimano имеет 12 шлицов примерно по 20 мм. Существует старая французская трещотка Майяра с 24 шлицами и приблизительным диаметром 31 мм. Park Tool не производит инструменты для этих систем свободного хода.

Повторное использование колеса все еще возможно, но для этого потребуется уничтожить муфту свободного хода.Существуют также современные модели муфт свободного хода, которые не имеют подходящей конструкции для снятия. На изображении ниже на трещотке есть две очень узкие и неглубокие выемки, которые не позволяют купить достаточно инструмента. Удаление этого типа муфты свободного хода, вероятно, приведет к выходу из строя как муфты свободного хода, так и инструмента. Для любой ситуации см. Freewheel — Destructive Removal.

Очень узкие и неглубокие канавки для удаления на одной скорости

Эта модель механизма свободного хода не имеет приспособлений для демонтажа любого типа

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.