Говорил

Спица является одним из некоторого числа стержней , расходящихся от центра колеса (The ступица , где ось соединяет), соединяющая ступицу с круглой тяговой поверхностью.

Колесо со спицами на выставке в Национальном музее Ирана в Тегеране . Колесо датируется концом 2-го тысячелетия до нашей эры и было раскопано в Чока Занбил .

Остатки пары колес телеги с металлической осью в сборе.

Ox-универсал в Aliwal North , Южная Африка . Обратите внимание на три отсутствующих спицы и металлическую шину.

Колесо с деревянными спицами и металлическим ободом от антикварного грузовика на выставке Underground Atlanta .

Металлическое колесо с натяжными спицами от велосипеда.

Термин первоначально относилось к частям бревно , которое было раздираемой (разделение по длине) на четыре или шесть секций. Радиальные элементы колеса телеги были сделаны путем вырезания спицы (из бревна) в их законченную форму. Скобель является инструментом , первоначально разработанный для этой цели. В конце концов, термин «спица» чаще применялся к готовому продукту работы колесного мастера , чем к материалам, которые он использовал.

История [ править ]

Колесо со спицами было изобретено для создания более легких и быстрых автомобилей. На картинах 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 обнаружены в синташтинской культуре , датируемой ок. 2000 г. до н.э. Вскоре после этого в конных культурах Кавказского региона на протяжении большей части трех столетий использовались конные боевые колесницы со спицами . Они двинулись глубоко на греческий полуостров, где присоединились к существующим средиземноморским народам, чтобы дать начало классической Греции после разрушения минойской цивилизации.господство и консолидации во главе с доклассической Спартой и Афинами . Кельтские колесницы представили железный обод вокруг колеса в 1-м тысячелетии до нашей эры. Колесо со спицами использовалось без серьезных изменений до 1870-х годов, когда были изобретены проволочные колеса и резиновые шины . ^[2]

Строительство [ править ]

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

Компрессионные спицы [ править ]

Оригинальный тип колеса со спицами с деревянными спицами использовались для лошадей -drawn вагонов и вагонов . В ранних легковых автомобилях обычно использовались колеса артиллерийского типа с деревянными спицами .

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

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

Натяжные спицы [ править ]

Для использования в велосипедах тяжелые колеса с деревянными спицами были заменены более легкими колесами со спицами, сделанными из натянутой регулируемой металлической проволоки, называемой проволочными колесами . Они также используются в инвалидных колясках , мотоциклах , автомобилях и ранних самолетах .

Типы [ править ]

Некоторые типы колес имеют съемные спицы, которые можно заменить по отдельности, если они сломаются или погнутся. К ним относятся колеса для велосипедов и инвалидных колясок. В высококачественных велосипедах с обычными колесами используются спицы из нержавеющей стали , в то время как в более дешевых велосипедах могут использоваться оцинкованные (также называемые «нержавеющими») или хромированные спицы. Хотя спица хорошего качества способна выдерживать напряжение около 225 кгс (около 500 фунтов силы или 2200 ньютонов ), они используются при небольшой части этой нагрузки, 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 для уменьшения аэродинамического сопротивления и стыковаться (двойные или даже тройные) для уменьшения веса при сохранении прочности.

Разновидностью колеса с проволочными спицами был «Натяжной диск» Тиоги, который внешне 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 компонентом.

Тангенциальная шнуровка [ править ]

Проволочные спицы могут быть радиальными по отношению к ступице, но чаще устанавливаются по касательной к ступице. 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.

Колесообразование [ править ]

Изготовление колеса с натяжными спицами из его составных частей называется колесостроением и требует правильной процедуры сборки для получения прочного и долговечного конечного продукта. Натянутые спицы обычно прикрепляются к ободу или иногда к ступице с помощью ниппеля для спицы . 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 на заднем велосипедном колесе без снятия задних шестерен .

Проволочные колеса с отличным соотношением веса и прочности вскоре стали популярными для легковых автомобилей. В повседневных автомобилях проволочные колеса вскоре были заменены менее дорогими металлическими дисками, но проволочные колеса оставались популярными для спортивных автомобилей до 1960-х годов. Колеса со спицами по-прежнему популярны на мотоциклах и велосипедах .

Длина разговора [ править ]

При сборке велосипедного колеса спицы должны иметь правильную длину, иначе может не хватить резьбы, что приведет к ослаблению колеса, или они могут выступить через обод и, возможно, проткнуть внутреннюю трубку.

Расчет [ править ]

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

Для колес со скрещенными спицами (которые являются 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 фланца , например 30 мм,
• r ₁ = радиус окружности отверстия под спицы ступицы, например 19,5 мм,
• r ₂ = половина эффективного диаметра обода (ERD), или диаметр, который концы спиц образуют в встроенном колесе (объяснение см. в разделе «Обсуждение», прилагаемом к этой статье) обода, например 301 мм,
• r ₃ = радиус отверстий под спицы во фланце , например 1,1 мм,
• m = количество спиц, которые будут использоваться для одной стороны колеса, например, 36/2 = 18,
• k = количество пересечений на спицу, например, 3 и
• a = 360 ° к / 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, такого как переднее колесо с дисковым тормозом или заднее колесо с цепным переключателем , значение d различно для левой и правой сторон.

a - 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 одинаково расположенных отверстий). Для каждой пересеченной спицы ступица поворачивается относительно обода на один «угол между соседними отверстиями во фланце». Таким образом, умножение «угла между соседними отверстиями фланца» на k дает угол a . Например, колесо с 32 спицами имеет 16 спиц на каждую сторону, 360 °, разделенное на 16, равно 22,5 °. Умножьте 22,5 ° («угол между соседними отверстиями фланца») на количество пересечений, чтобы получить угол a.- в случае 3-х крестовины колесо с 32 спицами имеет угол a 67,5 °. Относительно r ₃ : 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 невелик и практически не имеет значения.

Для колес с радиальными спицами (нулевые переходы) формула упрощается до теоремы Пифагора , где длина спиц l плюс r ₃ представляет собой наклон, r ₂ минус r ₁ является основанием, а d - подъемом:

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

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

Вывод [ править ]

Формула длины спицы вычисляет длину диагонали воображаемого прямоугольного ящика . Представьте, что вы держите перед собой колесо так, что ниппель находится наверху. Посмотрите на колесо со стороны оси. Спица через верхнее отверстие теперь является диагональю воображаемого ящика. Коробка имеет глубину d , высоту r ₂ - r ₁ cos ( α ) и ширину r ₁ sin ( a ).

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

См. Также [ править ]

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

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Look up говорил в Викисловаре, бесплатном словаре.

• Онлайн-калькулятор длины спиц (на немецком языке) использует несколько иные меры, чем в приведенной выше формуле (на немецком языке)