Говорил - Spoke

А говорил является одним из некоторого количества стержней, исходящих из центра рулевое колесо (в концентратор где ось соединяется), соединяя ступицу с круглой тяговой поверхностью.

Колесо со спицами на выставке Национальный музей Ирана, в Тегеран. Колесо датируется концом 2-го тысячелетия до нашей эры и было раскопано в Чока Занбил.

Остатки пары колеса телеги с металлической осью в сборе.

An Телега быка в Аливал Норт, Южная Африка. Обратите внимание на три недостающие спицы и металлическую шину.

Колесо с деревянными спицами и металлическим ободом от старинного грузовика на выставке в Подземная Атланта.

Металлическое колесо с натяжными спицами от велосипеда.

Первоначально термин относился к частям журнала, которые были расколотый (разрезать по длине) на четыре или шесть секций. Радиальные элементы колеса телеги были сделаны путем вырезания спицы (из бревна) в их законченную форму. А спица это орудие труда изначально разработан для этой цели. В конце концов, термин «спица» стал применяться к готовому продукту колесный мастер работы, чем использованные им материалы.

История

Говорил рулевое колесо был изобретен для создания более легких и быстрых транспортных средств. На рисунках эпохи энеолита в различных регионах Индии, таких как Чиббар Нулла, Чхатур Бходж Натх Нулла, Катотия и т. Д., Изображено использование колесниц со спицами.^[1] Колеса со спицами также были найдены в Синташтинская культура, датируемый ок. 2000 г. до н.э. Вскоре после этого конные культуры Кавказ регион использовали конные войны со спицами колесницы на протяжении большей части трех веков. Они двинулись вглубь греческого полуострова, где они присоединились к существующим средиземноморским народам, чтобы дать начало классической Греции после распада Минойский доминирование и консолидации во главе с доклассическими Спарта и Афины. кельтский колесницы представили утюг обод вокруг колеса в 1 тысячелетии до н. э. Колесо со спицами использовалось без значительных изменений до 1870-х годов, когда проволочные колеса и резина шины были изобретены.^[2]

строительство

Спицы могут быть из дерева, металла или синтетического волокна в зависимости от того, будут ли они в напряжение или сжатие.

Компрессионные спицы

Оригинальный тип колеса со спицами с деревянными спицами использовался для лошадь нарисован вагоны и вагоны. В ранних легковых автомобилях колеса с деревянными спицами артиллерия типа использовались нормально.

В простом деревянном колесе нагрузка на ступицу заставляет обод колеса слегка упираться в землю, поскольку самая нижняя деревянная спица укорачивается и сжимается. Остальные деревянные спицы не претерпели значительных изменений.

Установлены деревянные спицы радиально. Они также выступают, как правило, снаружи автомобиля, чтобы предотвратить раскачивание. Кроме того, выпуклость позволяет колесу компенсировать расширение спиц из-за впитанной влаги за счет большего опускания.^[3]

Натяжные спицы

Для использования в велосипеды тяжелые колеса с деревянными спицами были заменены более легкими колесами со спицами из натянутых регулируемых металлических проволок, называемых проволочные колеса. Они также используются в инвалидные коляски, мотоциклы, автомобили, и рано самолет.

Типы

Некоторые типы колес имеют съемные спицы, которые можно заменить по отдельности, если они сломаются или погнутся. К ним относятся колеса велосипеда и инвалидной коляски. Велосипеды высокого качества с обычными колесами используют спицы из нержавеющая сталь, а на более дешевых велосипедах можно использовать оцинкованный (также называется «без ржавчины») или хромированный спицы. В то время как спица хорошего качества способна поддерживать около 225 кгс (ок. 500 фунт-сила или 2200 ньютоны ) напряжения, они используются при небольшой нагрузке, чтобы избежать усталостных отказов. Поскольку спицы колесных велосипедов и инвалидных колясок находятся только в состоянии натяжения, иногда также используются гибкие и прочные материалы, такие как синтетические волокна.^[4] Металлические спицы также могут иметь овальную форму или лопасти, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление, и стыковаться (двойные или даже тройные) для уменьшения веса при сохранении прочности.

Разновидностью колеса со спицами из проволоки был «Натяжной диск» Тиоги, который на первый взгляд казался твердым диском, но на самом деле был сконструирован с использованием тех же принципов, что и обычное колесо с натяжными спицами. Вместо отдельных проволочных спиц использовалась непрерывная нить из кевлара (арамида) для привязки ступицы к ободу при высоком натяжении. Резьбы были заключены в полупрозрачный диск для защиты и некоторого аэродинамического преимущества, но это не было структурным элементом.

Тангенциальная шнуровка

Проволочные спицы могут быть радиальными по отношению к ступице, но чаще их устанавливают. по касательной к хабу. Тангенциальные спицы позволяют передавать крутящий момент между ободом и ступицей. Таким образом, тангенциальные спицы необходимы для ведущего колеса, которое имеет крутящий момент на ступице от педалирования, и любых колес, использующих тормоза на ступице, такие как дисковые или ленточные тормоза, которые передают крутящий момент от обода к тормозу в противоположном направлении - (через ступица) при торможении.

Колесостроение

Изготовление колеса с натяжными спицами из составных частей называется колесостроение и требует правильной процедуры сборки для получения прочного и долговечного конечного продукта. Натянутые спицы обычно прикрепляются к ободу или иногда к ступице с помощью говорил сосок. Другой конец обычно втыкается в диск или редко загибается в виде буквы «Z», чтобы он не протянул через отверстие в ступице. Преимущество изогнутой версии заключается в замене сломанной спицы в заднем велосипедном колесе без необходимости снимать задние передачи.

Проволочные колеса с отличным соотношением веса к прочности вскоре стали популярными для легковых автомобилей. Для повседневных автомобилей проволочные колеса вскоре были заменены менее дорогими металлическими дисками, но проволочные колеса оставались популярными для спортивные автомобили до 1960-х гг. Колеса со спицами по-прежнему популярны на мотоциклы и велосипеды.

Длина спицы

Когда сборка велосипедного колеса, спицы должны иметь правильную длину, в противном случае может не хватить резьбы, что приведет к ослаблению колеса, или они могут выступать через обод и, возможно, пробить внутреннюю трубку.

Расчет

Для велосипедных спиц длина спицы определяется от посадочного места фланца до кончика резьбы. Для спиц с загнутыми концами номинальная длина спиц составляет нет учитывайте ширину спицы на загнутом конце.

Для колес со скрещенными спицами (что является нормой) желаемая длина спиц составляет

${ displaystyle l = { sqrt {d ^ {2} + {r_ {1}} ^ {2} + {r_ {2}} ^ {2} -2 , r_ {1} r_ {2} cos (а)}} - г_ {3}}$

где

• d = расстояние от центра ступицы (по оси) до фланец, например 30 мм,
• р₁ = радиус окружности отверстия под спицу ступицы, например 19,5 мм,
• р₂ = половина эффективного диаметра обода (ERD), или диаметр, который концы спиц образуют в встроенном колесе (объяснение см. в разделе «Обсуждение», приложенном к этой статье) обода, например 301 мм,
• р₃ = радиус отверстий под спицы в фланец, например 1,1 мм,
• м = количество спиц, которые будут использоваться для одной стороны колеса, например, 36/2 = 18,
• k = количество переходов на спицу, например, 3 и
• а = 360° k/м, например 360 ° * 3/18 = 60 °.

Что касается d: Для симметричного колеса, такого как переднее колесо без дискового тормоза, это половина расстояния между фланцами. Для асимметричного колеса, например переднего колеса с дисковый тормоз или заднее колесо с цепью переключатель, значение d отличается для левой и правой стороны.

а - угол между (1) радиусом до отверстия для ниппеля в ободе, к которому прикреплена спица, и (2) радиусом до отверстия во фланце, удерживающего спицу. Спица пересекает 1, 2 или 3 противоположно направленные спицы в зависимости от конструкции шнуровки. На фланце угол между радиусами соседних отверстий составляет 360 ° /м (для равномерных отверстий). Для каждой пересеченной спицы ступица поворачивается относительно обода на один «угол между соседними отверстиями во фланце». Таким образом, умножая «угол между соседними отверстиями фланца» на k дает угол а. Например, колесо с 32 спицами имеет 16 спиц на каждую сторону, 360 °, разделенное на 16, равняется 22,5 °. Умножьте 22,5 ° («угол между соседними отверстиями фланца») на количество пересечений, чтобы получить угол. а—Если 3 крестовины, колесо с 32 спицами имеет угол а 67,5 °. Что касается р₃: Размер отверстий для спиц во фланце не имеет значения для необходимой длины спиц. Этот термин устраняет влияние размера отверстия. Поскольку отверстия обычно маленькие (чуть более 2 мм в диаметре), эффект небольшой и практически не имеет значения.

За радиально колеса со спицами (нулевые переходы) формула упрощается до теорема Пифагора, с длиной спицы л плюс р₃ будучи наклоном, р₂ минус р₁ являясь базой, и d рост:

${ displaystyle (l + r_ {3}) ^ {2} = (r_ {2} -r_ {1}) ^ {2} + d ^ {2}}$; или решение для длины

${ displaystyle l = { sqrt {d ^ {2} + (r_ {2} -r_ {1}) ^ {2}}} - r_ {3}.}$

Плоский вид перекрещенного колеса с видимой одной спицей

Вывод

Формула длины спицы вычисляет длину диагональ пространства воображаемого прямоугольная коробка. Представьте, что вы держите перед собой колесо так, что ниппель находится наверху. Посмотрите на колесо по оси. Спица в верхнем отверстии теперь является диагональю воображаемого ящика. Коробка имеет глубину d, высота р₂-р₁cos (α) и шириной р₁грех (а).

Эквивалентно закон косинусов может использоваться, чтобы сначала вычислить длину спицы в проекции на плоскость колеса (как показано на диаграмме), а затем применить теорема Пифагора.

Смотрите также

• Велосипедное колесо
• Говорил сосок
• Говорил гаечный ключ
• Spokeshave
• Колесостроение
• Проволочное колесо

использованная литература

внешняя ссылка

• Онлайн-калькулятор длины спиц (на немецком языке) использует несколько иные меры, чем приведенная выше формула (на немецком)