Веломобиль своими руками: взрослый трехколесный велосипед. Двухприводной веломобиль

Могут эксплуатироваться в качестве тренажеров, стимулирующих работу мышц и сердца. Кроме того, подобные машины отличаются повышенной устойчивостью, позволяют транспортировать определенный груз без риска падения. Рассмотрим особенности агрегата и этапы его самостоятельного изготовления.

Преимущества

Решив сделать трехколесный велосипед своими руками, ознакомьтесь с его достоинствами, по сравнению с аналогами на двух колесах:

1. Пользоваться таким транспортом может любой человек, вне зависимости от возраста, финансового положения и физической подготовки.
2. Изготовление модели собственноручно не потребует особых знаний и значительного вложения капитала.
3. Трехколесные велосипеды, своими руками сделанные или купленные в магазине, намного устойчивей на дороге.
4. При эксплуатации не требуется соблюдение равновесия, а это весьма существенный фактор для пожилых людей.
5. Модель оснащается низкой рамой, облегчающей посадку наездника.
6. Высокая грузоподъемность агрегата позволяет использовать его в коммерческих целях.

С чего начать?

Чтобы создать трехколесный взрослый велосипед своими руками, потребуется приобрести двухколесную модель отечественного либо зарубежного производства. В зависимости от выбранной модификации, будет определена эстетическая сторона будущего транспортно средства.

Не стоит при проведении работ рассчитывать только на качество деталей. Необходимо соблюдать и базовые правила, а именно:

1. Провести расчет высоты модели, чтобы владельцу было комфортно на него садиться.
2. Проконтролировать устойчивость образца, чтобы он не заваливался при резком повороте руля.
3. Новая веломашина должна оснащаться надежной и сигнальным звонком.
4. Педали и колеса лучше монтировать новые, что позволит избежать скольжения и проскакивания.
5. Руль и колеса должны вращаться плавно, не издавая посторонних звуков.

Особенности

Самым существенным моментом при создании трехколесных велосипедов своими руками является необходимость видоизменения рамы. Это потребует усиления металлического остова с использованием профильных ребер.

Одним из самых простых и экономных способов создания подобной конструкции считается применение рамы от «Урала». Потребуется спилить заднюю вилку, установить новый каркас из дюралевых труб. Второй элемент монтируется ниже сидения. Это позволит установить контейнер для перевозки грузов. С двух сторон устанавливаются соединенные осью колеса, а по центру приспосабливается звездочка.

Габариты каркаса при изготовлении трехколесного велосипеда своими руками могут варьироваться, в зависимости от творческих идей конструктора. Самым надежным и быстрым в технологическом плане производства рассматриваемой модели считается использование заднего заводского моста с дифференциалом типа UK-65.

Установка моста

Порядок сборки этого элемента не представляет особой сложности, поскольку он подходит практически ко всем классическим рамам. Работа выполняется в такой последовательности:

1. Сначала демонтируются все штатные элементы задней части, включая стандартную цепь, колесо, крыло, багажник и ручные тормоза.
2. Затем устанавливается UK на родное посадочное гнездо заднего колеса. При этом упоры заводятся на нижнюю трубку задней части рамы, ось продевается в проушины. Все детали затягиваются, упоры притягиваются при помощи хомутов.
3. Далее монтируется новая цепь, которая длиннее обычного аналога. Чтобы ее сделать, нужно купить две штатные цепи и подогнать элемент по нужным размерам. Для удаления лишних звеньев используйте метод стачивания заклепки или установки нового замка.
4. Остается только настроить переключатель скоростей.

Как видно, трехколесные велосипеды руками - не такая уж и непосильная задача.

Система тормозов

Сборку техники можно считать оконченной. Однако следует обратить внимание на тормоза. Дело в том, что на подобную модификацию подходят только дисковые элементы, ободной вариант установить не представляется возможным. Этот узел потребует определенных капиталовложений, зато позволит обезопасить велосипедиста и порадует надежной работой. В приобретаемый комплект, кроме самих дисков, входят ступицы, суппорты, тормозной рычаг (размещается на руле).

Инструменты и материалы

Чтобы сделать трехколесный велосипед своими руками, потребуется запастись определенными материалами. К ним относятся:

• Старый двухколесный велосипед-донор.
• Стальная рама.
• Фанера.
• Обвес.
• Пара колес, желательно диаметром в 20 дюймов.
• Квадратная профильная заготовка.
• Пила «болгарка».
• Молоток.
• Набор ключей и отверток.
• Дрель и ножовка.

На что придется потратиться?

При создании рассматриваемой модификации самостоятельно, потребуется учитывать расходы на приобретение необходимых деталей. В специализированных магазинах можно без проблем найти нужный материал. Основная часть, позволяющая трансформировать двухколесный велосипед в аналог с тремя уровнями - это мост UK-6S (либо его аналог). Средняя стоимость детали составляет порядка 25 тысяч рублей. Кроме того, в обязательном порядке придется купить дополнительную цепь, переключатель скоростей, колеса и комплект звезд.

В итоге, будущий владелец сможет самостоятельно сконструировать модель без существенных финансовых затрат, а также выбрать индивидуальное внешнее оформление, придающее веломашине оригинальности. При правильном проведении работ, техника порадует пользователя не только комфортом, но и надежностью.

В заключение

Чтобы не провести напрасно работу по созданию рассматриваемого агрегата, потребуется сделать чертежи трехколесного велосипеда. Своими руками его изготовить в этом случае станет значительно проще.

Изучив указанные советы и выбрав правильный инструментарий и материал, вы получите надежного помощника по хозяйству, который не требует топлива, устойчив, имеет неплохую грузоподъемность и оригинальное оформление.

С тем, что веломобиль полезен для здоровья, думаю, спорить никто не будет. Ну а для любителей технического творчества он полезен вдвойне, так как позволяет приобрести неоценимый опыт перед созданием более серьезных конструкций. Веломобиль, о котором пойдет речь, был спроектирован и изготовлен в мастерской станции юных техников (СЮТ) нашего города, вместе с ребятами-кружковцами. Надо сказать, что идея его создания у меня возникла гораздо раньше, а потому материалы и большинство запчастей (в частности, колеса) заготовил сам, на свои средства. Правда, и колеса, и материалы большей частью подобрал от брошенных велосипедов, так что затраты были не столь уж велики.

Веломобиль - двухместный, четырехколесный. Передние колеса - рулевые, задние - ведущие. Экипаж имеет два педальных привода - каждый на свое колесо.

Рама веломобиля - сварная, двухлонжеронной схемы. Однако оба лонжерона и передняя поперечина выполнены как одна деталь - выгнуты из трубы наружным диаметром 40 мм - от поручня списанного городского автобуса. Концы лонжеронов загнуты вверх и вместе с приваренными к ним траверсами служат опорами спинок сидений.

Между опорами спинок сидений вварена задняя поперечина - она служит верхней опорой подвесных узлов (пружин и гидроамортизатора) заднего моста.

Передней опорой самих сидений служит невысокий портал, опертый своими стойками на оба лонжерона и тоже соединяющий их. В его середине смонтирована рукоятка ручного тормоза, а на концах перекладины - рычажки переключения скоростей.

Задний мост довольно необычной конструкции. Его основу составляет замкнутый подрамник, сваренный из дужек спинок металлических кроватей. По его сторонам закреплены в подшипниках полуоси ведущих колес с трехскоростным блоком приводных звездочек.

Двухместный, четырехколесный, двухприводной веломобиль с мягкой подвеской всех колес

Двухместный, четырехколесный, двухприводной веломобиль с мягкой подвеской всех колес (детали поз. 7, 12, 14, 29, 30 выполнены из трубы диаметром 40 от автобусных поручней) (нажмите для увеличения): 1 - переднее колесо (от велосипеда "Кама" доработанное); 2 - поворотный кулак; 3 - рулевой вал (дюралюминиевая труба O20); 4 - опорная стойка с втулкой рулевого вала; 5 - педальный узел (от дорожного велосипеда, 2 шт.); 6 - рулевое колесо; 7 - портал (стальная труба O40); 8 - пружины задней подвески (от мопеда "Карпаты", 2 шт.); 9 - заднее колесо (от велосипеда "Урал", 2 шт.); 10 - суппорт ручного тормоза; 11 - диск ручного тормоза; 12 - рама; 13 - поворотный кулак; 14 - балка переднего моста; 15 - поперечная рулевая тяга; 16 - межколесная рулевая тяга; 17 - рулевой механизм (шестерня рейка); 18 - сиденье; 19 - рукоятка ручного тормоза; 20 - приводная цепь (от дорожного велосипеда, удлиненная, 2 шт.); 21 - рычажок переключения скоростей (от туристического велосипеда, 2 шт.); 22 - продольные тяги подрамника заднего моста (уголок 35x35, 2 шт.); 23 - поперечина продольных тяг (сталь, круг 10); 24 - косынка (2 шт.); 25 - привод заднего колеса (2 шт.); 26 - подрамник заднего моста; 27 - полка подшипника полуоси (уголок 35x35, 2 шт.); 28 - стойка суппорта ручного тормоза; 29 - траверсы спинок сидений (2 шт.); 30 - задняя поперечина; 31 - ось качения подрамника; 32 - гидроамортизатор (от мопеда "Верховина"); 33 - основа сиденья (дюралюминий, лист s 1,5, 2 шт.); 34 - подкладка сиденья (поролон, лист s30, 2 шт.); 35 - чехол (капроновая ткань, 2 шт.); 36 - кронштейн крепления основы сиденья (сталь, лист s1, 4 шт.); 37 - крепление основы сиденья (болт М6, 4 шт.); 38 - втулка-ступица с фланцами заднего колеса; 39 - винт М12x30 с шайбой крепления заднего колеса; 40 - резьбовая втулка М10 (2 шт.); 41 - наконечник оси (болт М10, 2 шт.); 42 - шайба (капрон s3, 4 шт.)

Привод заднего колеса (нажмите для увеличения): 1 - втулка-ступица заднего колеса; 2 - подрамник заднего моста; 3 - подшипник №203; 4 - корпус подшипника № 203; 5 - полуось; 6 - корпус подшипника №202; 7 - подшипник №202; 8 - блок звездочек; 9 - подшипник № до 201; 10 - противопыльная шайба; 11 - храповик; 12 - корпус блока звездочек; 13 - распорное дистанционное кольцо; 14 - стопорное кольцо; 15 - стопорная втулка; 16 - гайка М12; 17 - собачка; 18 - возвратная пружина; 19 - штифт; 20 - полки подшипников; 21 - крышка; 22 - отбойник

На левой полуоси смонтирован (приварен) диск стояночного тормоза. Рабочие тормоза клещевые и действуют на передние колеса. Подрамник соединен с рамой (а точнее с порталом) посредством качающейся оси и двух косых рычагов, выполненных из равнополочного уголка № 2,5.

Подвеска передних колес - независимая на пружинах. Пружины помещены во втулки осей поворотных кулаков. Ход подвески небольшой, и амортизирует она только мелкие неровности дороги. Поэтому для смягчения удара от более крупных неровностей на оси с обеих сторон втулок установлены еще отбойники из мягкой резины (толстые шайбы).

Подвеска задних колес - "полунезависимая". Подрамник подвешен на пружинах (от мопеда "Карпаты") с гидравлическим амортизатором от мопеда "Верховина". Колеса машины разные. Передние - от велосипеда "Кама", задние - от велосипеда "Урал". Но те и другие - переделанные: у них были заменены втулки-ступицы более длинными (в два раза).

Надо отметить, что сборка колеса -дело непростое, и для облегчения этой операции был изготовлен кондуктор. Из листа фанеры вырезали круг диаметром, равным ободу колеса, а по его окружности закрепили четыре стойки-упора высотой, равной выступающей за пределы обода части втулки. Затем новую (удлиненную) втулку закрепили болтом с проставкой в центре фанерного круга и колесо укомплектовали спицами - сначала спица вставлялась в отверстие во фланце ступицы, а затем ее конец - в отверстие в ободе и наживлялся с легкой натяжкой. После установки всех спиц колесо снималось с кондуктора и спицы натягивались окончательно с проверкой на отсутствие в колесе "восьмерки".

Передние колеса - поворотные. Рулевое управление самодельное. Оно состоит из "баранки", трубчатого вала и рулевого механизма реечного типа с поперечной рулевой тягой. Рейка и наконечник тяги соединены с помощью шарового шарнира. Другой конец тяги соединен с рычагом поворотного кулака правого колеса, а от него к левому колесу идет еще одна - межколесная рулевая тяга. На передних колесах смонтированы и клещевые рабочие (ходовые) тормоза.

Привод веломобиля - педальный. У водителя и пассажира - у каждого свой, трехскоростной, независимый. Трех скоростей передач вполне достаточно для передвижения по любой пересеченной местности. Но следует признать, что при массе порожнего веломобиля в 55 кг одному человеку при движении на подъем крутить педали даже на самой низшей скорости тяжеловато.

Педальные узлы вырезаны в сборе из рам старых дорожных велосипедов и приварены на удобном расстоянии от сидений к лонжеронам. Трехскоростные блоки звездочек задних полуосей - самодельные, и только сами звездочки использованы от туристического велосипеда. Самодельный и натяжитель-переключатель приводной цепи.

Рулевой реечный механизм (нажмите для увеличения): 1 - рейка; 2 - втулка (бронза); 3 - корпус механизма; 4 - шестерня; 5 - гайка М6; 6 - крышка; 7 - шаровой палец; 8 - болт М4 (4 шт.); 9 - контргайка М12; 10 - резьбовой наконечник; 11 - тяга (труба Ø16)

Поворотный кулак переднего колеса: 1 - спица колеса; 2 - ступица-втулка; 3 - подшипник № до 201 (2 шт.); 4 - гайка M10 с шайбой; 5 -ось; 6 - подшипник № до 202; 7 - гайка М12; 8 - втулка (бронза, 2 шт.); 9 - втулка балки переднего моста; 10 - пружина; 11 - балка переднего моста; 12 - отбойник (резиновая шайба, s5); 13 - ось; 14 - скоба; 15 - шайбы

Кондуктор для сборки колеса (нажмите для увеличения): 1 - основание (фанера s10); 2 - дистанционная втулка (4 шт.); 3 - обод колеса; 4 - спида колеса; 5 - втулка; 6 - фланец втулки (2 шт.); 7 - болт М10; 8 - шайба (2 шт.); 9 - гайка М10

Сиденья экипажа самодельные. Их основа, прикрепленная в четырех точках к элементам рамы, выполнена из дюралюминиевого листа толщиной 1,5 мм. На основу уложена подкладка - поролоновый коврик, который покрыт чехлом из яркой капроновой ткани.

В дальнюю дорогу обычно брал полиэтиленовую накидку, которой укрывал другие необходимые вещи, уложенные в багажник. Багажник представлял собой сетку, натянутую между лонжеронами и балкой переднего моста в носовой части экипажа (на чертеже не показан, но хорошо виден на фотографии).

Еще отмечу, что для соединения различных элементов рамы и подвесок в единую конструкцию пользовался бытовым сварочным аппаратом, а большинство мелких деталей вращения (оси, втулки и т.п.) выточены на маленьком школьном токарном станке.

Признаюсь, что кроме поездок по служебным делам, использовал веломобиль в течение двух сезонов (в теплое время года) для поездок на работу и обратно домой. К тому же в выходные совершал на нем с женой или братом вылазки на природу.

После двух лет эксплуатации на веломобиль, а конкретно на его заднее левое колесо был установлен двигатель Д-4 и началась его другая "жизнь" в качестве "мотомобиля". Именно этот вариант веломобиля переоборудованный в мотоэкипаж, изображен на фото.

Но несколько недель назад Луи инстинктивно кинулся за кошкой. Всё было бы хорошо, если бы не поводок, что крепился к рулю. Мой велосипед повело в сторону, в итоге, я оказался на асфальте. Ущерб был небольшой, но меня начало беспокоить то, что инцидент может повториться, и последствия могут быть гораздо хуже. Было принято решение сделать своими руками что-то более безопасное, чем двухколёсный велосипед, который оказался для Луи незначительной преградой.

Для проекта понадобится два велосипеда и металлические конструкции. Под этим стоит понимать:

• 6 м квадратных труб сечением 3,8*3,8 см ;
• 3,6 м кв. тр. сечением 2,5х2,5 см ;
• 1,2 м кв. тр. сечением 1,3 х 1,3 см;
• 1,8 м стальной трубы диаметром 2,5 см ;
• 1,2 м стальной пластины шириной 5 см и толщиной 0,47 см ;
• Гайки, болты, материалы для обивкиигрунтовка.

Я бы оценил этот проект, как «умеренно трудный», поскольку он требует хороших навыков сварки, а также резки и формирования некоторых металлических деталей. Кроме того, необходимо знать, как велосипед собирается и разбирается, а также понимания того, как работает переключатель передач и как он регулируется. Большую часть этой информации можно найти в интернете.

Шаг 1: Переднее колесо и рулевое управление

Веломобиль будет состоять из одного переднего колеса и заднего моста. Педали и цепной привод будут идти к переднему колесу. Для первой самоделки – эта конструкция простая и наиболее экономичная. Однако при езде могут возникнуть непривычные ощущения, но со временем это пройдёт.

Начнём с велосипедной рамы и шестеренки. Используя болгарку, отрежем ненужные части от рамы. Далее отметим и вырежем «клюв птицы» в трубе, на которой располагается сиденье. После этого согнём её таким образом, чтобы она была наклонена вперед, а не назад, как это было изначально. Заварим шов и усилим согнутою трубу стальной пластиной. Для начала сделаем шаблон, используя плотную бумагу, а затем вырежем клин из пластины толщиной 0,3 см и приварим его на место. Отрежем нижнюю часть поддержки.

Отпилим рулевую колонку от трубы. Отрежем кусок квадратной трубы 3,8 х 3,8 см , в длину на 2,5 см короче, чем рулевая колонка. Срежем одну из четырёх сторон трубы, чтобы сделать U-образный канал. Установим его вокруг рулевой трубы и приварим, заполняя пробелы в верхней и нижней части небольшими кусочками стали.

Отрежем верхнюю часть рулевой колонки от передней вилки. Снимем подседельный штырь из седла. Разъединим стыковые соединения подседельного штыря и рулевой колонки. Убедимся, что трубка и штырь являются прямыми. Для выравнивания вставьте трубу соответствующего размера внутрь трубы и штыря. Я использовал 13 мм трубу для скольжения внутри рулевой колонки, а затем длинную тонкую трубу для проверки штыря. Эти части будут соединены вместе, поэтому для надежного контакта приварим стыковое соединение.

Примечание : 13 мм гнездо приносится в жертву делу .

Срежем оставшиеся «уши» вилки крепления.

Шаг 2: Основная рама

Нарежем для основной рамы трубу 3,8*3,8 см . Отрежем края заготовки под углом в 120 градусов в верхней и нижней части и под угол в 18 градусов заглушку. Верхняя заглушка в длину составляет около 10 см . Длина вертикальной трубы составляет около 38 см и нижней трубы 69 см .

Чтобы все линии и места сварок были параллельными, используем два деревянных бруска и систему креплений, как показано на фото. Привариваем рулевую колонку к верхней заглушке основной рамы.

Шаг 3: Передняя вилка

Временно соберём переднее колесо и рулевую колонку с основной рамой. Обратите внимание на то, что приводная звёздочка сейчас находится спереди, а не сзади. Для работы храпового механизма нужно перевернуть звездочки в обратную сторону. Как будет показано ниже, переключатель следует перевернуть с ног на голову.

Передняя вилка прикреплена к существующим монтажным отверстиям на раме. Вырежем заготовку размерами 3,8*5 см из куска стали толщиной 0,47 см, просверлим отверстия, что соответствуют точкам крепления и прикрутим её на раму.

Вырежем щель в конце 90 см стальной трубы диаметром 2,5 см, и поместим её на тонкую пластину. Просверлим отверстие диаметром 0,95 см в рулевом стволе.

Разместим стержень в рулевой колонке. Сопоставим верхний конец стальной трубы с отверстием в стволе, а затем приварим дно трубы к стальной пластинке. Снимем трубку, и закончим сварку монтажных петель. Отрежем лишние части пластины.

Установим нижний конец трубы с пластиной, а затем просверлим отверстие 0,9 см в верхней части трубы, чтобы соединить её в рулевой штанге. Используем болт или стержень с резьбой для крепления к рулевой оси. Передняя вилка, что представлена на фото, имеет завершённый вид.

Шаг 4: Задняя рама

Вырежем 2 куска из квадратной трубы 3,8 см длиной 76,2 см и 4 куска длиной 53 см и приварим их как показано на рисунке.

Отрежем четыре пластины 10 см в длину, 5 см в ширину и 0,47 см в толщину. Просверлим соответствующие отверстия в каждой из четырёх пластин. Отверстия должны соответствовать диаметру осей.

Используя угловую шлифовальную машинку, сделаем пропилы в каждой пластине, ширина которых соответствует диаметру отверстия, при этом сделав их немного шире в начале пропилов.

Совместим их, используя колесо и ось в качестве ориентира, приварим всё на место.

Трицикл теперь может спокойно стоять на собственных колесах.

Шаг 5: Тормоза

Кроме простоты - основного достоинства велосипеда, эта прогулочная велоколяска имеет перед своим «прародителем» и преимущества, главные из которых - хорошая устойчивость в движении и при остановках и удобная, как в автомобиле, посадка водителя.

Прототипом послужил веломобиль, опубликованный в каком то журнале. Но его довольно сложная пространственная рама, двухступенчатые привод и рулевое управление заставили задуматься над тем, как бы упростить эти узлы и сделать машину полегче. Считаю, что задачу удалось решить и даже получить авторское свидетельство на изготовление промышленного образца.

Предлагаю читателям описание и рисунки усовершенствованной веломобиля.

Такая «редукция» веломобиля-прототипа привела, по сути, к созданию новой машины - от прежней осталась только компоновка: два передних рулевых колеса и одно ведущее заднее. Поэтому, прежде чем перейти к описанию узлов велоколяски, стоит отметить те из них, которых коснулись наиболее радикальные изменения.

Во-первых , облегчена до 4,5 кг рама - вместо пространственной она стала плоскостной. Во-вторых , двухступенчатый привод с промежуточным валом (понижающим редуктором) упрощен до одноступенчатого с удлиненной цепью, что повысило коэффициент полезного действия передачи. В-третьих , многоскоростная втулка ведущего колеса заменена на односкоростную, при этом отпала необходимость в ручном тормозе. В-четвертых , руль из-под сиденья перенесен на привычное место - на колонку перед водителем, что устранило лишнюю ступень в рулевом управлении. Наконец, в-пятых, «шезлонговое» сиденье заменено более простым, но жестким с наклоненной назад спинкой, которое обеспечило лучший упор при нажатии ногами на педали, что особенно важно при движении на подъем.

В результате таких переделок общая масса машины уменьшилась до 20 кг (у прототипа она составляла 26 кг), обеспечивая практически те же потребительские качества, что и прототип с многоскоростным приводом.

Пошаговое строительство веломобиля

Рама веломобиля состоит из двух продольных лонжеронов длиной 1200 мм, выполненных из стальной трубы диаметром 25 мм. Впереди лонжероны сходятся, и здесь к ним приварен корпус каретки педального привода от старого складного велосипеда. На расстоянии 420 мм от оси каретки к лонжеронам снизу приварена поперечная балка - траверса длиной 640 мм со шкворневыми втулками на концах. Траверса выполнена из стальной трубы диаметром 28 мм, втулки - из трубы диаметром 18мм В месте соединения с траверсой лонжероны имеют небольшой изгиб и дальше идут параллельно друг другу. Концы их сплющены в вертикальной плоскости и снабжены наконечниками от задней вилки дорожного велосипеда. На расстоянии 395 мм от оси наконечников между лонжеронами вварена распорка с ушком для крепления грязевого крыла.

К траверсе спереди приварена рулевая колонка длиной 330 мм из трубы диаметром 28 мм. Устойчивость ее обеспечивают две фигурные косынки.

База (расстояние между осями колес) у велоколяски, по сравнению с прототипом, немного уменьшена (уменьшился и радиус поворота), а колея (расстояние между передними колесами) - увеличена.

Ходовая часть, подвеска колес и рулевое управление - довольно незамысловатые. Заднее ведущее колесо, как и велосипедное, крепится в наконечниках вилки лонжеронов. Подвеска же передних рулевых колес, хотя и отличается от обычной велосипедной и больше похожа на автомобильную шкворневую, но тоже несложная - углы развала и схождения колес не регулируются.

Шкворни свободно вставлены в бронзовые подшипники скольжения (можно использовать и фторопластовые) втулок на концах траверсы, затянуты сверху корончатыми гайками и зашплинтованы через отверстия, просверленные в резьбовых концах шкворней. Шкворни имеют головки в форме куба со сквозными боковыми отверстиями диаметром 12 мм. В этих отверстиях закреплены оси (цапфы) передних рулевых колес.

В нижней грани головки каждого шкворня сделаны паз и два диагональных глухих резьбовых отверстия М4. В пазах двумя винтами М4 каждый закреплены концы поворотных рычагов. Другие их концы шарнирно соединены со сплющенными наконечниками поперечной рулевой тяги из стального прутка диаметром 7 мм. В середине тяги приварена проушина для шарнирного присоединения свободного конца рулевой сошки. Другой конец сошки приварен к нижнему торцу рулевого вала, выполненного из тонкостенной стальной трубы диаметром 21 мм, в верхней части которой сделана продольная прорезь.

Вал в бронзовых (или фторопластовых) подшипниках скольжения помещен в рулевую колонку, сверху в него вставлена стойка руля, и все детали в месте прорези стянуты хомутом. Еще два хомута на этом же валу сверху и снизу рулевой колонки препятствуют его продольному смещению.

Привод (трансмиссия) ничем не отличается от привода обычного дорожного велосипеда, только немного длиннее цепь. Ее натяжение регулируется перемещением оси втулки заднего колеса в пазах наконечников вилки. Когда цепь вытянется, достаточно удалить из нее одно или два звена, чтобы таская регулировка снова стала возможной.

Сиденье велоколяски обычное - типа стула, только спинка его отклонена на значительный угол для более удобной посадки водителя. Основа сиденья - дуга из стальной тонкостенной трубы диаметром 16 мм с четырьмя поперечинами из стального П-образного профиля размерами 55x10 мм. К по-тюречинам прикреплены подушки самого сиденья и спинки. Подушки простые: на фанерное основание приклеен поролон и обтянут сверху дерматином.

Расположение сиденья на раме выбиралось с учетом оптимального распределения нагрузки от массы водителя на колеса. Учитывалось и то, что высота посадки водителя должна обеспечивать ему необходимый обзор при движении в транспортном потоке. Поэтому сиденье установлено на двух стойках-кронштейнах, выполненных из такого же профиля, что и поперечины, только размер полок у него 15 мм. Кронштейны притянуты к лонжеронам рамы парой скоб при помощи четырех болтов М5 каждая. Такое крепление позволяет при необходимости передвигать сиденье (взад или вперед) для регулировки расстояния до педалей по росту водителя.

Упрощение конструкции велоколяски, по сравнению с прототипом, не повлекло за собой окончательной ликвидации прежних элементов, создающих (хотя и незначительные) комфортабельные условия езды. При желании, не изменяя рамы и рулевого управления, можно установить многоскоростной привод, обтекатель с лобовым стеклом и крышей и подголовник сиденья, превращая таким образом велоколяску опять в веломобиль.

В настоящее время автомобильные «пробки» и смог стали основной проблемой не только мегаполисов, но и небольших провинциальных городов. Развитие велотранспорта является хотя бы частичным решением данной проблемы, потому что этот тип машин не требует топлива и не загрязняет окружающую среду.

Велосипед – мобильный и маневренный транспорт, значительно сокращающий время на дорогу. Но он требует для устойчивости (балансирования) достаточно высокой скорости, а при остановках – быстрого соскакивания с седла или «выкидывания» ноги как дополнительной опоры. Потому велосипед – это все-таки транспорт молодых. А как быть остальным? Решение вопроса – веломобиль!

Увлечение велоспортом и техническим конструированием позволило мне создать в недалеком прошлом двухместный четырехколесный веломобиль-вездеход «Медведь». Он обладает неплохой проходимостью, но, к сожалению, небольшой скоростью. Приобретя при его создании определенный опыт, решил изготовить скоростной веломобиль для поездок по городу и загородных прогулок.

Просмотрев имевшуюся подшивку журналов «Моделист-конструктор» с 2005 по 2010 год, я ознакомился с несколькими конструктивными схемами веломобилей, выявил их достоинства и недостатки.

1 – переднее управляемое колесо (2 шт.); 2 – кареточный узел с блоком приводных звезд (покупной); 3 – стойка; 4 – ролик руля; 5 – руль; 6 – рама; 7 – чехол нижней ветви цепи (полиэтиленовая труба); 8 – «рога» руля; 9 – чашка сиденья (алюминиевый лист s2): 10 – направляющий ролик цепи; 11 – опора сиденья; 12 – подкос опоры сиденья; 13 – амортизатор; 14 – задний треугольник: 15 – шарнир; 16 – заднее колесо; 17 – кассета звездочек: 18 – компенсатор натяжения цепи; 19 – рулевые тяги; 20 – поворотный кулак (2 шт.); 21 – тормозная машинка-калипер (3 шт.); 22 – узел натяжения цепи и расположения каретки; 23 – чашка сиденья

1 – основная часть рамы (труба 30×30); 2 – вынос педального узла (труба 30×30); 3 – вынос задней вилки (труба 30×30); 4 – траверса рулевых колес; 5 – опора спинки сиденья (труба 25×25); 6 – подкос спинки сиденья; 7 – втулка поворотных кулаков (труба Ø30, 2 шт.): 8 – передний кронштейн подвески кожуха нижней ветви цепи; 9 – задний кронштейн подвески кожуха нижней ветви цепи; 10 – узел оси руля и поддерживающего ролика верхней ветви цепи; 11 – накладка (стальной лист, 2 шт.); 12 – передняя опора сиденья (уголок 40×40); 13 – задняя опора сиденья (уголок 40×40); 14 – опора спинки сиденья (труба 25×25); 15 – ось заднего поддерживающего ролика верхней ветви; 16 – втулка подвески заднего ведущего колеса; 17 – стяжные втулки крепления педального вала (2 пары)

Составил для себя техническое задание на одноместный веломобиль. Он представлялся мне легким, маневренным. скоростным, устойчивым, а также соответствующим требованиям безопасности.

Перед собой поставил следующие задачи:

1. Изучить и проанализировать научную, техническую литературу, интернет-источники по проектированию и сборке веломобилей.

2. Произвести анализ существующих конструкций веломобилей.

3. Выявить и внедрить конструктивные особенности, позволяющие иметь хорошую устойчивость и маневренность, развивать высокую скорость.

4. Изучить и освоить программы Microsoft Office Visio 2007, Google Sketch Up и с их помощью разработать чертежи и 3D модель.

5. Спроектировать веломобиль, разработать конструкторскую и технологическую документацию.

6. Построить веломобиль.

7. Разработать методику ходовых испытаний, провести их.

8. Выявить недостатки, поставить задачу по дальнейшему совершенствованию конструкции.

9. Определить области практического применения машины.

При проектировании и конструировании я опирался на нормативно-правовую базу РФ (ПДД ), учитывал требования «Временных технических требований к веломобилям», технологические возможности изготовления в домашней мастерской и уровень своих навыков в рабочих профессиях.

Для своего веломобиля выбрал трехколесную схему с двумя передними рулевыми колесами и одним задним – ведущим.

Для наглядности предварительно в компьютерной прогpaмме Google Sketch Up создал 3D-модель, на которой определил компоновку веломобиля.

1 – нижняя вилка; 2 – верхняя вилка; 3 – распор; 4 – наконечник вилки для установки заднего колеса (дропаут, «петух») 5 ушко крепления подвески к раме (2 шт.); 6 – ушко амортизатора (2 шт.)

1 – втулка рамы: 2 – ушко подвески (2 шт.); 3 – подшипник скольжения (полиэтиленовая труба Ø20×2); 4 – ось; 5 – винт М10 с уширенной головкой

1 – руль; 2 – регулируемые продольные тяги; 3 – регулируемая поперечная тяга; 4 – прижимной ролик; 5 – шаровые шарниры (4 шт.); 6 – втулки; 7 – планка; 8 – рама

Рулевое управление (прижимной ролик не виден); слева и справа -тормозные машинки, смонтированные на поворотных кулаках передних колес

Вилки задней полурамы-треугольника использовал от промышленного велосипеда – на них уже были места крепления переключателя скоростей и дисковых тормозов. Передние колеса – с консольным креплением к раме. Поворотные узлы в первой модификации были использованы от инвалидной велоколяски советского производства, а позже заменены на кулаки собственной конструкции.

Для придания машине индивидуальности и чтобы она была хорошо заметна на дороге, раскрасил ее в черно-желтые цвета. А по расцветке назвал свой веломобиль – «Шершень». С помощью программы Microsoft Office Visio 2007 составил рабочие чертежи, по которым и изготавливал веломобиль.

Чашка анатомического сиденья выколочена из листового алюминия, оклеена паролоном и покрыта кожзаменителем; что создает водителю удобство посадки, педалирования и управления машиной.

Основная часть рамы изготовлена из трубы квадратного сечения 30×30 мм, которая обеспечивает и легкость, и жесткость конструкции, являющихся необходимыми факторами нормального функционирования педальной машины. Место перегиба рамы под сиденьем усилено двумя накладками. Для выноса рулевых колес вперед траверса рамы имеет радиус загиба 1000 мм. Это сделано для лучшей развесовки веломобиля (равномерного распределения массы на все колеса), повышения курсовой устойчивости и чтобы траверса не мешала ногам крутить педали.

Регулировка натяжения цепи осуществляется с помощью телескопического крепления кареточного узла. Этим же достигается оптимальное расстояние от сиденья до педалей для разных веломобилистов. Эксцентриковые зажимы (взяты от крепления седла велосипеда) упрощают эту операцию. Вынос (консоль) педального узла (каретки), подвергающийся значительной деформационной нагрузке на скручивание и изгиб, усилен уголком из разрезанной по диагонали профильной трубы квадратного сечения 30×30 мм.

Для повышения комфорта при движении по неровным дорогам установлен амортизатор на заднюю часть рамы. Соединительный шарнир разработал и изготовил сам.

Рис. 6. Поворотный кулак (правый, левый – зеркально отображенный):

1 – цапфа колеса; 2 – шкворень; 3 – поворотный рычаг; 4 – кронштейн тормозного механизма (калипера)

Длины стандартной велосипедной цепи оказалось недостаточно, ее пришлось срастить из нескольких кусков. Чтобы избежать провиса и загрязнения цепи, нижнюю ее часть пропустил через полиэтиленовую трубу диаметром 20 мм, которую прикрепил хомутами к раме. Верхняя часть цепи проходит через два направляющих ролика, которые находятся под сиденьем.

Привод рулевого управления веломобиля осуществляется двумя руками, что способствует безопасности передвижения. Органы управления тормозной системой и переключения передач находятся на рукоятках руля.

Для изготовления рулевых тяг использовал поперечный стабилизатор легкового автомобиля, имеющий небольшие, подходящие для веломобиля, размеры. Система рулевых тяг выполнена по типу рулевой трапеции. Тяги имеют шаровые шарнирные наконечники, позволяющие избежать люфта рулевой системы, что улучшает управляемость и делает управление более информативным (повышает «чувство руля») и ограничивает угол поворота колес. Для возможности регулировки тяги были разрезаны и удлинены, на одной из половинок нарезана резьба М8.

Использование ролика от ремня ГРМ легкового автомобиля в качестве прижимного позволило сделать крепление руля удобным и надежным, а рулевую систему – компактной.

Для снятия поперечной нагрузки при повороте шкворень поворотного кулака на «Шершне-2» наклонен от вертикали на 15° (угол кастора), что позволяет колесам наклоняться к центру поворота.

Веломобиль имеет две тормозные системы: рабочую и стояночную, с приводом на заднее колесо. Стояночная тормозная система совмещена с рабочей.

Для повышения эффективности снижения скорости установил на «Шершень» дисковые тормоза. Чтобы установить передние дисковые тормоза, разработал втулку под усиленную консольную ось, имеющую крепление тормозного ротора. На поворотные кулаки установил тормозные калиперы.

Разработанная мной система тросов позволяет управлять передними тормозами одной рукой. Элементы тормозных систем легкодоступны для технического обслуживания и ремонта. На веломобиле установлены стандартные велосипедные шины, соответствующие по максимальной нагрузке и допустимой скорости технической характеристике «Шершня».

Для обеспечения безопасности и надежности при изготовлении веломобиля использовал следующие заводские велосипедные детали. Также применялись шарикоподшипники различных размеров и тяги стабилизатора легкового автомобиля. Ролики ГРМ и тяги стабилизаторов можно использовать бывшие в употреблении, которые можно найти на любом СТО. Стоимость покупных деталей составила около 17 000 рублей.

Испытания веломобиля проводились в соответствии с «Временными техническими требованиями к веломобилям» 1988 года, разработанными Центральным конструкторско-технологическим бюро велостроения (г.Харьков) совместно с секцией веломобилей Всесоюзной федерации велоспорта СССР при участии ГАИ СССР, редакции журнала «Техника – молодежи», и утверждены министерством автомобильной промышленности СССР.

Для измерения тормозного пути я пользовался общепринятой методикой. Веломобиль разгонялся до скорости 20 км/ч. При пересечении отметки производилось резкое торможение. Измерение проводилось в троекратном повторе. В результате средний тормозной путь составил около 3,8 метра.

Для проверки работоспособности стояночного тормоза снаряженный веломобиль устанавливался на поверхность с уклоном 16° и включался тормоз – машина оставалась неподвижной.

Испытания на скоростную маневренность проводились в спортзале МАОУ СОШ № 16 имени В. П. Неймышева города Тобольска. Была сооружена трасса протяженностью 100 м. Дистанция разделена на несколько этапов: старт, «змейка», поворот, «восьмерка», поворот и финиш. Радиус поворота – 7,5 м. Расстояние между конусами на этапе «змейка» и диаметры окружностей на этапе «восьмерка» равны трем метрам. Для сравнения скоростной маневренности дистанция была пройдена на велосипеде марки MTR и веломобиле в трехкратном повторе.

Средняя скорость прохождения дистанции примерно одинакова, отставание от велосипеда составляет в среднем 0,1 секунды.

При прохождении резких поворотов на большой скорости передние колеса и поворотные кулаки веломобиля хорошо держат большую поперечную нагрузку. По субъективным ощущениям «Шершень» при выполнении скоростных маневров устойчивее и безопаснее велосипеда.

Для замера наименьшего радиуса поворота веломобиля совершался кольцевой заезд по площадке. При этом радиус окружности по следу внешнего колеса составляет шесть метров. Веломобиль устойчив при движении на сухой асфальтированной площадке по кругу диаметром 50 м со скоростью 30 км/ч (явления заноса не наблюдается). На снежной дороге веломобиль разгонялся до максимальной скорости 30 км/ч.

ИСПЫТАНИЯ НА ТЯГОВОЕ УСИЛИЕ (FT)

Испытания проводились для сравнения тягового усилия велосипеда, веломобиля и веловездехода «Медведь» по методике испытания тракторов, описанной в книге «Промышленные тракторы» Ю. В. Гинзбурга . Испытания проводились на ровной бетонной площадке в помещении, температура воздуха в котором составляла +19 °С. Измерения осуществлялись электронным переносным динамометром АЦД, через который машина соединялась с грузом массой 500 кг.

Для измерения тягового усилия на динамометр равномерно прилагалась сила до момента пробуксовки колес, при этом фиксировалось максимальное значение. Испытания проводились в трехкратном повторе с расчетом среднего значения (результаты приведены в таблице 2).

В ходе тяговых испытаний удалось выяснить, что наименьшее тяговое усилие имеет веломобиль «Шершень».

Веловездеход «Медведь», изготовленный мной ранее, имеет большее тяговое усилие, но управляется он двумя людьми и имеет четыре ведущих колеса. При испытаниях веломобиля заднее колесо пробуксовывает и имеет меньшее сцепление с поверхностью, что говорит о смещении центра тяжести вперед. Вынос педального узла имеет достаточную жесткость и не подвергается деформации. Благодаря тому что тело имеет упор в спинку, есть возможность подать большее усилие на педали, по сравнению с велосипедом.

В ходе конструирования веломобиля «Шершень», проведения ходовых испытаний и многочисленных доработок были изучены особенности конструкции элементов веломобилей. Измерено тяговое усилие. Выявлены достоинства и недостатки моей конструкции, факторы, влияющие на скорость, прочность и маневренность.

К достоинствам «Шершня» можно отнести устойчивость, маневренность, высокую скорость, простоту конструкции управления, экологичность и бесшумность. Веломобиль привлекает к себе большое внимание благодаря своей необычной конструкции и яркому цвету, что также способствует безопасности на дороге. Желающие прокатиться на нем испытывают бурю положительных эмоций.

Веломобиль «Шершень» отлично подходит для активного отдыха, используется он и в качестве велотренажера.

Удобная посадка позволяет разгрузить спину, что может быть полезным для людей с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата.

Главные недостатки, по сравнению с велосипедом: большие габариты, высокая себестоимость. В связи с тем что при создании «Шершня» я учитывал свои антропометрические данные – не всем людям удобно на нем ездить.

Для управления веломобилем нет необходимости получать водительское удостоверение, но надо ознакомиться с §24 ПДД Российской Федерации, которым регламентируется движение велотранспорта .

Веломобиль можно использовать как транспортное средство для прогулок по городу, походов по шоссе с асфальтовым покрытием и даже грунтовым твердым дорогам. Его можно применить и на производстве как внутризаводской транспорт – для передвижения сотрудников по территории заводов и больших цехов (кстати, это благотворно скажется и на их здоровье).

Веломобиль – устойчив, что позволяет передвигаться на нем людям, не умеющим ездить на велосипеде, и при этом избегать травматизма, а также использовать его как «подручное» средство передвижения жителей городов, особенно людей пожилого возраста или с ограниченными физическими возможностями. Да и молодые автомобилисты не откажут себе в удовольствии прокатиться с комфортом, а заодно и размять мышцы.

При желании, веломобиль можно оборудовать багажником для перевозки мелких грузов и прицепом для перевозки грузов массой до 100 кг. Такой самодельный прицеп эксплуатирую уже несколько лет. Летом хочу провести ходовые испытания веломобиля с прицепом в условиях многодневного велопохода.

Практическая значимость машины заключается в том, что этот проект можно предложить для изготовления транспортного средства в домашней мастерской людям, имеющим навыки слесарных и сварочных работ.

И. БАЛИН, г. Тобольск, Тюменская обл.

Источники информации:

1. Гинзбург Ю.В., Швед А.И., Парфенов А.П. Промышленные тракторы. – М.: «Машиностроение», 1986.

2. Егоров А. Тролль – деловой веломобиль. – «Моделист- конструктор», № 7-1989.

3. Егоров А. Трехколесный семейный. – «Моделист-конструктор» № 1, 1986.

4. Правила дорожного движения Российской Федерации. – М.: «Информбюро», 2014.

5. Сергеев И. Амфипед. – «Моделист-конструктор», 1980.