Планетарная передача на велосипеде

Планетарная втулка

(англ. gear hub) — втулка колеса, содержащая в себе систему переключения передач на основе одной или нескольких планетарных передач.

Содержание

• 1 Устройство
  • 1.1 Планетарная передача
  • 1.2 3-скоростная втулка
  • 1.3 Многоскоростные втулки
• 2 Представители
• 3 Достоинства
• 4 Недостатки
• 5 См. также
• 6 Ссылки
• 7 Примечания

Устройство[править]

Планетарная передача[править]

Основные элементы планетарной передачи:

• Солнечная шестерня (англ. sun gear) — находится в центре.
• Водило (англ. carrier unit) — жёстко фиксирует друг относительно друга оси нескольких планетарных шестерён («сателлитов») одинакового размера (англ. planetary gears), находящихся в зацеплении с солнечной шестерней.
• Кольцевая шестерня (англ. ring gear) — внешнее зубчатое колесо, имеющее внутреннее зацепление с планетарными шестернями.

При использовании планетарной передачи в качестве редуктора один из элементов фиксируется неподвижно, второй — используется как ведущий (замыкается на звезду, приводимую цепью), а третий — в качестве ведомого (замыкается на корпус втулки). Соединение элементов осуществляется с помощью собачек или роллерного сцепления, уменьшающего шумность. Таким образом, передаточное отношение будет зависеть от количества зубьев каждого компонента, а также того, какой элемент закреплён. Увеличивая количество планетарных передач, можно увеличивать количество скоростей у втулки.

3-скоростная втулка[править]

Принцип работы 3-скоростной планетарной втулки, включающей в себя одну планетарную передачу:

• Солнечная шестерня — это ось, она закреплена неподвижно на раме.
• Первая передача (отношение 0.733). Ведомая звезда с помощью привода соединена собачками с кольцевой шестерней. Водило соединено собачками с корпусом втулки. Кольцевая шестерня вращает водило через сателлиты, при этом водило (и корпус втулки) вращается медленнее, чем кольцевая шестерня (и звезда).
• Вторая передача (отношение 1.0). Под действием исполнительного механизма муфта, сжимая возвратную пружину, выдвигает собачки на кольцевой шестерне, и она зацепляется с корпусом втулки. Вращение передается непосредственно с звезды на кольцевую шестерню и далее на корпус втулки — прямая передача. Водило вращается с той же скоростью, что и на первой передаче, но корпус втулки вращается быстрее, поэтому собачки водила стрекочут по корпусу и не оказывают влияния на работу механизма.
• Третья передача (отношение 1.364). Исполнительный механизм толкает муфту дальше, она входит своими шлицами в зацепление с водилом. Тем самым, водило соединяется с ведомой звездой. Собачки на кольцевой шестерне по-прежнему зацеплены с корпусом втулки, но водило теперь вращается в противоположную сторону, ускоряя вращение корпуса втулки по сравнению с ведомой звездой. Собачки стрекочут между водилом и корпусом, а также между приводом и кольцевой шестерней.

Многоскоростные втулки[править]

При увеличении количества планетарных передач, включаемых в различных сочетаниях, можно увеличивать число передаточных отношений втулки (с соответствующим увеличением сложности и цены).

Использование планетарных передач (далее — ПП1 и ПП2) втулки на различных скоростях:

1. ПП1 замедляет, ПП2 не используется.
2. ПП1 замедляет, ПП2 ускоряет с СШ2.
3. ПП1 замедляет, ПП2 ускоряет с СШ3.
4. ПП1 замедляет, ПП2 ускоряет с СШ4.
5. Прямая передача
6. ПП1 не используется, ПП2 ускоряет с СШ2.
7. ПП1 не используется, ПП2 ускоряет с СШ3.
8. ПП1 не используется, ПП2 ускоряет с СШ4.

11-скоростная втулка имеет уже 3 планетарных передачи. Она не имеет прямой передачи, поток мощности преобразуется минимум 1 раз на всех передачах.

Представители[править]

Первым серийным производителем многоскоростных втулок стала фирма Sturmey-Archer в 1902^[1] году. Достаточно полно ассортимент этих втулок (2-х,3-х,4-х,5-х,7-х и 8-х) за более чем столетнюю историю фирмы представлен^[2] на странице известного веломеханика Шелдона Брауна.

В нижеследующей таблице перечислен ряд ныне выпускаемых планетарных втулок.

Достоинства[править]

• Механизм переключения передач хорошо защищён от внешних воздействий, благодаря чему трансмиссия требует меньше ухода и имеет больший ресурс по сравнению со схемой с внешним переключением передач.
• В случае рамы с горизонтальными или скользящими дропаутами (или с эксцентриковой кареткой) отсутствует риск поломки петуха и/или попадания заднего переключателя в спицы.
• Возможность переключения передач в неподвижном состоянии, что полезно для городской езды.
• Более простая эксплуатация, особенно для неопытных велосипедистов: одна манетка, нет запрещённых сочетаний передач.
• Возможность использования с ременным или карданным приводом.
• Возможность использования системы с одной звездой, что позволяет установить щиток, защищающий цепь от внешних воздействий, а одежду — от контакта с цепью.
• Возможность использования долговечных цепей и звёзд от синглспида.

Недостатки[править]

• Высокая стоимость по сравнению с системами внешнего переключения.
• В большинстве случаев производители запрещают использование комбинаций звезд, позволяющих ездить по пересеченной и горной местности.
• Риск поломки втулки от повышенного крутящего момента при агрессивной эксплуатации^[5].
• Узкий диапазон передаточных отношений^[6] и его смещение в сторону «скоростных» передач, а не «тяговитых».
• Меньший КПД привода из-за большого количества зубчатых передач.
• Большой вес, смещение центра тяжести назад, на двухподвесах — увеличение неподрессоренных масс.
• Сложность конструкции, невозможность ремонта в полевых условиях. Обслуживание планетарной втулки требует больших навыков, чем традиционная трансмиссия.
• Несовместимость с эксцентриковым зажимом колеса. Если втулка недостаточно прочно привинчена к дропаутам, ось может провернуться, вызвав поломку втулки и/или рамы^[7].
• Распространенные рамы с вертикальными дропаутами не реализуют преимущества планетарной втулки в полной мере.

См. также[править]

• Трансмиссия
• Втулка колеса
• Задний переключатель
• Передний переключатель

Ссылки[править]

• Устройство и принцип работы 8-скоростной втулки (рус.)
• Устройство и принцип работы 3-скоростной втулки (англ.)
• Устройство и принцип работы 8-скоростной втулки (англ.)

Примечания[править]

Источник

• http://velowiki.org/wiki/Планетарная_втулка