Применяют также кареточный механизм с внутренними конусными подшипниками (чашки расположены внутри относительно конусов), с безрезьбовым креплением чашек в каретке. Такой кареточный механизм (рис. 27) имеют велосипеды, изготовляемые Минским и Шяуляйским велосипедными заводами.
Рис. 27. Кареточный механизм с безрезьбовым креплением чашек:
1 — левый шатун; 2 — крышка левого шатуна; 3 — контргайка; 4 — безрезьбовая кареточная чашка; 5 — гайка; 6 — шайба; 7 — клинок; 8 — крышка правого шатуна; 9 — ведущая звездочка; 10 — правый шатун; 11, 13 — конусы, 12 — вал каретки; 14 — шпоночная шайба.
Безрезьбовые кареточные чашки 4 располагают неподвижно внутри кареточного узла рамы прессовой посадкой. Вал каретки 12 с навинченными конусами 11 и 13 вращается на шариках. Правый конус навинчен на вал до упора и является неподвижным. Регулируются подшипники левым конусом, навинченным на левый удлиненный с резьбой конец вала и закрепленным шпоночной шайбой 14 и контргайкой 3. Резьба на обоих концах вала левая метрическая диаметром 18 мм с шагом 1 мм (М18х1).
Левый шатун 1 и правый 10 крепятся на валу клинками 7 с гайками 5 и шайбами 6. Крышки левого шатуна 2 и правого 8 защищают подшипники от пыли и грязи. Вал каретки изготовляют из твердой стали марки 45 без термической обработки.
Шатун. Шатун представляет собой рычаг овального или прямоугольного поперечного сечения с утолщениями на обоих концах, называемыми головками (рис. 28).
Рис. 28. Крепление ведущих звездочек на правом шатуне:
а — неразъемным шлицевым соединением; б — разъемным соединением на 5 винтах; в — разъемным соединением на трех винтах.
В малой головке делается отверстие с резьбой, в которую завинчивается педальная ось, в большой головке — отверстие для кареточного вала, на который надевается шатун. Шатуны должны быть прочными и в то же время легкими, поэтому их изготовляют из стальных (марки 45) кованых или нагорячо штампованных заготовок с последующей чеканкой. Шатуны для спортивно-гоночных велосипедов, к которым предъявляются более высокие требования, изготовляют из легированных сталей с высокими механическими свойствами. Для уменьшения массы на них вдоль стержня фрезеруют канавки. Для спортивных трековых велосипедов шатуны делают из алюминиевого сплава, чем достигается требуемая прочность при сравнительно малой массе. Шатуны имеют разную длину в зависимости от типа велосипеда, с учетом лучшего использования сил велосипедиста при меньшей утомляемости его. Длина между центрами отверстий большой и малой головок составляет для велосипедов:
— мужских — 170–180 мм
— женских — 158–165 мм
— подростковых — 125–150 мм
Стальные шатуны крепят на концах кареточного вала (см. рис. 11) клинковым соединением, которое имеет большое распространение как простое и надежное средство, допускающее довольно быструю разборку и сборку узла самим велосипедистом. Клинок — это стальной стержень диаметром 9,5 мм из стали марки 45 с метрической резьбой М6х1, на котором в сторону нарезки сделан скос с уклоном 1/13 — 15 (см. рис. 26). При креплении шатунов клинок вставляют в клинковое отверстие шатуна так чтобы своим скосом он входил в паз кареточного вала.
Так как пазы для клинков, расположенные на противоположных сторонах вала, делают параллельными между собой, то, чтобы шатуны находились в одной плоскости и были противоположно направлены, клинки ставят навстречу друг другу. Применяют также другие виды соединения шатунов с валом каретки. Так, на спортивных велосипедах из алюминиевого сплава шатуны напрессовывают на квадратные концы вала и крепят с торца специальными болтами.
На правом шатуне крепится большая ведущая звездочка, передающая цепью вращение малой ведомой звездочке на заднем колесе. Способы крепления большой звездочки самые разнообразные. Большое распространение получило на дорожных велосипедах крепление ведущей звездочки на шатуне неразъемным шлицевым соединением (рис. 28, а). Практикой подтверждено, что это соединение является вполне прочным и надежным; вместе с этим при необходимости замены, в данном случае, ведущей звездочки надо менять и правый шатун.
К разъемным соединениям большой звездочки с фланцем правого шатуна относится хорошо известное крепление на 5 винтах (рис. 28, б), применяемое в настоящее время на спортивно-туристских велосипедах. Спортивно-гоночные машины, как правило, имеют также разъемные соединения на пяти или трех винтах (рис. 28, в) для возможно быстрой смены ведущих звездочек.
Ведущая (большая) и ведомая (малая) звездочки. Как ведущие большие, так и ведомые малые звездочки изготовляют из листовой стали в виде дисков с расположенными по наружной окружности зубьями. Узорчатые вырезы в диске большой звездочки делают для уменьшения ее массы.
Для создания большей жесткости дискам большой звездочки придают штамповкой тарельчатую форму. Наибольшую жесткость имеют вальцованные большие звездочки, сделанные из дисков с навальцованными бортом и гребнем (рис. 28, а). Такие звездочки изготовляет на специальном оборудовании Харьковский велосипедный завод для своих велосипедов всех моделей. Твердость зубьев вальцованной звездочки благодаря нагартовке вальцеванием значительно превосходит твердость исходного металла. В некоторых случаях ведущие звездочки изготовляют вальцовкой из дисков алюминиевого сплава.
Находясь в зацеплении с велосипедной втулочно-роликовой цепью с шагом 12,7 мм (1/2") и шириной 3,3 мм (1/8"), зубья большой и малой звездочек по размерам и форме изготовляют в соответствии с требованиями ГОСТ 591—69. Детали кареточного механизма изображены на рис. 29.
Рис. 29. Детали кареточного механизма:
1 — левый шатун; 2 — контргайка; 3 — левая чашка; 4 — вал каретки; 5 — правая чашка; 6 — ведущая звездочка; 7 — правый шатун; 8 — гайка; 9 — шайба; 10 — клинок
Педаль. Являясь частью велосипедного привода, педали служат опорой для ног, которыми велосипедист приводит в движение велосипед. Педаль представляет собой вращающуюся опорную рамку, смонтированную на педальной оси на двух шарикоподшипниках (рис. 30).
Рис. 30. Педали дорожные с резиновыми колодками:
а, б — со штампованными деталями; 1 — гайка; 2 — конус; 3 — резиновая колодка; 4 — шпилька; 5 — гайка; 6 — ось педали; в — педаль с литым корпусом.
Педалям предъявляют определенные требования: они должны легко вращаться, быть прочными и в то же время легкими; нога должна располагаться на педали удобно, устойчиво и не соскальзывать; иметь достаточную опорную поверхность, чтобы не вызывать болевые ощущения в ступне ноги. Соответственно назначению велосипедов педали делятся на дорожные (мужские, женские и подростковые) и спортивные. Существуют разные виды конструкций педалей, из них два основных: металлические и металлические с резиновыми опорными колодками. Дорожные велосипеды мужские и женские имеют педали преимущественно с резиновыми опорными колодками (рис. 30); у них достаточно широкая опора, они эластичны и предохраняют ноги от соскальзывания. Резиновые колодки делают цельными или составными (из двух частей каждая) с рифлением самых различных рисунков; они могут быть черными и цветными. По мере износа резиновые колодки могут легко заменяться новыми. На рис. 30 показана распространенная конструкция таких педалей.