На качелях…на перегонки

4 Апрель 2011
By

Качели — известная забава. Два врытых в землю столба с перекладиной, две тяги и сиденье. Вверх-вниз и снова вверх… Сегодня появляется немало остроумных изобретений, посвященных этому популярному детскому аттракциону.  А вот совсем неожиданное решение — качелеход, в котором качели используются в качестве двигателя для небольшого транспортного устройства. Предлагаем сделать его и испытать.

На рисунке 1 показан один из возможных вариантов. Основная силовая часть — рама, поставленная на четыре колеса от детского двухколесного или подросткового велосипеда. На горизонтальной площадке рамы расположены: ходовые валы задних колес, сиденье водителя, баранка рулевого управления, спрятанного под лицевой панелью, тормозная педаль и, наконец, самое главное — «двигатель».

Он необычен. В его роли — сами качели. Составляющие — деревянное или пластиковое сиденье с тягами из стальной проволоки, храповой механизм и большая звездочка. С помощью цепи она соединена с малой звездочкой, расположенной на ходовом валу. Раскачиваясь, один из членов экипажа приводит в действие «маятник» качелей, и через храповой механизм это движение передается дальше — к колесам. Но об этом позже. Сначала расскажем о раме.

Рама (см. рис. 2) собирается из дюралюминиевых труб квадратного сечения или уголков. Они легки, прочны и удобны для соединения болтами.

Конечно, могут быть применены и стальные трубы или уголки. Только в этом случае конструкция заметно потяжелеет и потребует замены пневматиков на литые резиновые шины.

Из материала, которым вы располагаете, заготовьте два боковых и один центральный лонжероны, передние и задние балки, детали двух А-образных стоек с перемычками и подкосом. Соберите из них раму. Впереди, в месте схождения боковых лонжеронов и А-образных стоек, установите узлы подвески передних колес. На передней верхней балке в 310 миллиметрах от левого борта закрепите петлю, а на второй поперечине — трубчатый кронштейн, с их помощью фиксируется рулевой вал. Для крепления тормозной педали и кресла водителя предусмотрите ушки. На нашем рисунке они не показаны, так как их форма и положение зависят от используемого кресла. На задних балках необходимо просверлить отверстия диаметром 8,2 мм под болты для установки ходовых валов, а на вершинах А-образных стоек — отверстия диаметром 6,2 мм для установки перекладины с качелями и храповым механизмом.

Часть    горизонтальной площадки рамы необходимо закрыть сетчатым полом. Для заднего ведущего колеса используется ступица от велосипеда. Так как внутренний диаметр ступицы 34 мм, а соединение с ходовым валом для передачи крутящего момента должно быть довольно плотным, хвостовик последнего с 0 35 мм обтачивается на конус 1:100 (рис. 3). При затяжке осевого болта ступица сама налезает на хвостовик и держится на нем надежно.

Другой конец вала должен иметь диаметром 20 мм под подшипники № 204, шпоночный паз для крепления ведомой звездочки и резьбу М10 для затяжки всего узла корончатой гайкой со шплинтом. Для крепления ходового вала к раме качелехода приварены две пластины.

Передние колеса рулевые. Они устанавливаются в узлах подвески с помощью поворотных кулаков (рис. 4). Поворотный кулак состоит из цапфы, приваренной к ней втулки с двумя бронзовыми вкладышами и рулевого рычага с резиновым вкладышем. Втулку с ушками узла подвески соединяют длинным болтом с посадочными шейками диаметром 16 мм под бронзовые вкладыши. Перед установкой колес на цапфу устанавливают подшипники.

Так  как  скорость   движения   качелехода невелика, то конструкция передней подвески упрощена: отсутствует угол продольного наклона оси втулки, не предусмотрены также угол развала и схождения колес, столь необходимые любому скоростному транспортному средству.

Для возврата передних колес после совершения поворота, а также для уменьшения толчков на рулевое колесо от неровностей дороги использован поперечный наклон оси втулки под углом 6° (он хорошо виден и на рисунке 3). Кроме того, рулевые рычаги поворотных кулаков отогнуты внутрь качелехода на 12°. Это необходимо, поскольку при повороте внутренние колеса отклоняются на больший угол. И в сравнении с наружными катятся по окружностям меньшего радиуса.

Пожалуй, самый сложный узел качелехода — храповой механизм, установленный на перекладине (рис. 5). Он состоит из диска, приваренного к цапфе, двух собачек и храпового колеса.

Цапфы, приваренные к перекладине, вращаются в конических роликоподшипниках № 7204.

Работает механизм следующим образом. Во время прямого хода сиденья тяги, приваренные к перекладине, поворачивают ее вместе с диском на некоторый угол. Когда же качели совершают обратный ход, одна из собачек входит в зацепление с храповым колесом (две собачки на одном диске одновременно не смогут входить в зацепление из-за неточностей изготовления и сборки, а также потому, что число зубьев храпового колеса подбирается нечетным) и через корпус подшипника передает крутящий момент большой звездочке. Та, в свою очередь, через цепь передает вращение дальше — малой звездочке ведущего колеса. При обратной отмашке качелей собачки проскальзывают без зацепления.

Управляет машиной водитель с помощью рулевого колеса. Усилия от баранки передаются сошке и промежуточной тяге, которая через шаровые шарниры передает его далее на рулевые тяги, соединенные вилками с рычагами поворотных кулаков (см. рис. 6).

Рулевое управление качелехода должно работать без люфта, поэтому здесь предусмотрены конструктивные элементы, позволяющие его избежать. Например, резиновые втулки в шарнирах не только не допускают зазоров, но и дают возможность тягам и рычагам (и сошке) качаться в разных плоскостях. Силу трения в вилках можно регулировать подтягиванием болтов и гаек, а длину тяг — подвинчиванием их трубок с последующей фиксацией контргайками.

Качелеход готов. Пригласите товарища занять место на качелях, а сами садитесь за руль. Взмах, еще взмах. Качелеход тронулся с места. И теперь вы можете устраивать игры гонки бесплатно для всей ребятни вашего двора.

А. НИКОЛАЕВ
Рисунки автора
Прил. Журнала Юный техник №8-86г.

Tags: ,

Оставить комментарий


Ссылки: