Как сделать деревянный велосипед своими руками

Велосипед из дерева

Представляю вам сделанный мною собственаручно велосипед с рамой из дерева (орех).

Я студент, и у меня нет постоянных источников дохода, но я люблю триатлон. Бег и плавание не требуют денег, но вот чтобы участвовать в велогонке на равных с другими, желательно иметь хороший велосипед.

Пару лет назад я купил старый велосипед за 600 долларов, и хотя он подходит для прогулок, для триатлона нужно что то получше, к тому же в раме уже появилась вмятина.

В университете я проходил курс по инженерному делу, там то я и узнал что мне нужно чтобы сделать раму самому из тех материалов, которые есть под рукой. В моем случае это бала древесина (темный орех).

Весь проект занял примерно 5 месяцев, я занимался им исключительно в свободное от учебы время, и то далеко не всегда. Я постараюсь подробно рассказать обо всех шагах и описать этапы, но вам пригодится общее понимание того как устроены велорамы (эти знания сам я почерпнул в основном из интернета), и базовые навыки работы в инструментом.

Шаг 1: Как было и как стало

Для сравнения выкладываю фото того каким велосипед был до модификации, и каким стал.

Шаг 2: Материалы и инструмент

Это не полный лист того что я использовал, но он включает все основные детали и материалы.

— Древесина
— Древесный клей
— Эпоксидная смола
— Фанера
— Каретка

Плюс все детали от обычного велосипеда (их я взял от своего старого велика).

Дрель и сверлильный станок

Шаг 3: Конструкция велорамы

Перед тем как начать делать что то сложное и интересное, желательно накидать четкий план.

Планировку и макеты я делал в программе SolidWorks. Изначально я стартанул с геометрии моего старого дорожного байка, я знал что он мне хорошо подходит, а затем скорректировал его параметры под подходящие для триатлона.

Основные изменения которые я внес: во-первых я увеличил угол наклона сидушки, во-вторых добавил аэродинамики нижней трубе и трубе под сидушкой, добавил профиль заднему колесу и понизил точку крепления сиденья.

На этапе проектирования рамы важно держать в голове те материалы и компоненты, которые есть в наличии и которые будут использоваться: колеса, подседельный штырь, рулевое управление, каретка. Нужно учесть их размеры, чтобы сделать правильную раму.

Также в компьютерной модели я учел пустоты внутри рамы, эти пустоты уменьшают ее вес. Толщина стенок рамы получилась равной 6 мм.

И в конце концов нужно сделать макет рамы в масштабе 1:1. Компания которая занимается инженерной печатью сделала для меня 2 копии всего за 5 долларов.

Велорама будет сделана путем склеивания тонких слоев вместе. Такой способ дает преимущество, ведь каждый слой можно накладывать учитывая направление волокон древесины, чтобы сделать раму крепче в разных направлениях. Мой велосипед сделан из 8 слоев.

На фото выше вы видите схему, которую я сделал для второго байка. На рулевую колонку приходится большое напряжение, поэтому я включил + и — 45 градусные углы от рулевой оси для 4 слоев и лонжерона. Для соединения подсидельной трубы и нижней трубы рамы я наложил слои так, чтобы они перекрывали друг друга.

Шаг 4: Ламинирование слоев

Этот шаг займет много времени и требует внимания. Крепость рамы байка зависит в большей степени именно от качественного ламинирования.

Первым делом нужно сделать слои. Для этого я выбрал те участки досок, которые были без сучков. Затем я распустил их на ленточной пиле и пропустил через рейсмус, итоговая толщина составила 6 мм.

Шаблоны рамы я сделал из тонкой фанеры и бумаги. Затем принялся за ламинирование, ламинирование делал слой за слоем. В итоге у меня получилось две одинаковые половины рамы, каждая из которых состояла из 4 заламинированных слоев.

Когда этот процесс завершен, велосипед уже начинает принимать форму и вот где начинается настоящее веселье! К сожалению, я не запечатлел процесс ламинирования, но вы можете увидеть результат на следующем шаге.

Шаг 5: Придаем форму

После ламинирования у вас на руках останутся два куска дерева, но пока они еще цельные, и раму в них не поместишь.

Для выборки основных пустот я использовал ручной фрезер. Нижняя труба рамы имеет аэродинамичную форму, поэтому я использовал фрезерный станок, чтобы добиться сужающегося эффекта.

Углы я сглаживал уже на фрезерном столе, а аэродинамические формы подсидельной рамы я сформировал орбитальной шлифовальной машинкой.

Шаг 6: Металлические вставки

Металлические трубы перед использованием должны быть подготовлены. Каретка приваривается к подсилельной раме чтобы и она и подседельный штырь вписались в раму.

Головная труба должна быть обрезана по размерам рамы.

Затем в обоих трубах проделываются отверстия как в швейцарском сыре, чтобы уменьшить их вес. Затем они подвергаются пескоструйной очистке, чтобы эпоксидная смола лучше клеила.

Шаг 7: Сборка

Если прошлые шаги выполнены хорошо, то этот сложным не будет. Вкладываем металлические трубы в раму, затем намазываем клей по поверхности одной половины, и эпоксидную смолу вокруг металлических труб, после чего соединяем обе половины и зажимаем под прессом или, как в моем случае, в вакуумном мешке.

Шаг 8: Нижняя и верхняя задние вилки

Вилки я сделал из пяти 3 мм планок заламинированных вместе при помощи фанеры и 6 болтов. Сами вилки крепятся на болты и эпоксидную смолу.

Шаг 9: Покраска и лакировка

Я отшлифовал раму и покрыл ее лаком, так она стала выглядеть еще лучше.

Шаг 10: Велосипед готов, отправимся на тест драйв!

Практически 150 часов работы и вот оно — фото моей первой поездки. Я был возбужден и доволен. Я все еще был не до конца уверен, все ли сделал правильно, но в итоге поездка прошла удачно. К тому же сама рама не только была подогнана лучше чем мой прошлый велосипед, но и дерево как оказалось поглощает много дорожных вибраций, так что поездка стала еще комфортнее. Попа не болит!

Источник

Деревянный велосипед для детей своими руками

Колледж только начинался, и среди безумного расписания и занятий я искал идеи для класса деревообработки. Именно тогда я нашел в Facebook эту яркую фотографию велосипеда. Поначалу мой учитель плотницкого дела отказывался браться за столь сложный проект, но вскоре он поддался моему наивному энтузиазму. Мы быстро поняли, что воссоздание идентичной модели из дерева требует другого подхода к дизайну, чем типичный велосипед, сделанный из стали, алюминия и углеродного волокна. Мы учли это при создании предварительных набросков различных деталей.

Шаг 1: Подготовка

Поскольку нам не хватало опыта велосипедных механиков, первое и самое очевидное, что нужно было сделать, — это узнать все о типичном велосипеде. Я прошел недельный семинар в местном веломагазине, где разобрал старый велосипед до самого необходимого и исследовал разбросанные фрагменты.

Были тщательно отмечены все различные подшипники, а также функционирование осей, каретки, шатуна и звездочки. После перекраски рамы каждая крошечная шайба и подшипник были собраны в порядке, обратном демонтажу, чтобы воскресить старый цикл с новой ноткой жизни.

Шаг 2: Ограничения и окончательный дизайн

Вернувшись в деревообрабатывающий цех, мы изучили различные инструменты, доступные для использования, и их ограничения.Токарный станок, например, может иметь максимальный диаметр 11 дюймов. Кроме того, наличие в основном красного кедра (используемого в гитарах, пианино и других инструментах) означало, что он не будет идеальным для создания мелких художественных деталей, а тонкие детали не будут очень прочными.

Наш окончательный проект больше не представлял собой полноразмерный деревянный велосипед, а представлял собой велосипед меньшего размера, идеально подходящий для детей в возрасте от 5 до 9 лет. Однако, если у вас есть токарный станок большего размера, вы можете сделать и полноразмерный!

Шаг 3: Необходимый материал

Листы полистирола;

Красный кедр;

Труба ПВХ (выбракована);

Ткань;

Наждачная бумага;

Стержни/трубы из мягкой стали;

Клей для дерева;

Аралдит;

Герметик;

Лак;

Растворитель;

Воск.

Шаг 4: Прототип

Полномасштабная модель была впервые сделана из пенопласта, чтобы понять проблемы, возникающие в нашей конструкции. Мы использовали цепную передачу, состоящую из муфты свободного хода, звездочки и цепи, прикрепленной к валу из трубы ПВХ. Это также дало нам возможность переосмыслить концепции велосипедной мастерской и применить их к деревянному контексту. Несколько факторов все еще оставались неопределенными в отношении характера осей, валов и подшипников.

Шаг 5: Начало

В первую очередь мы начали работу по дереву с самых крупных деталей. Мы вырезали колеса, затем три части рамы, затем переднюю вилку и, наконец, звездочки и педали. Конструкция некоторых из этих частей в течение определенного периода времени органично развивалась с учетом неопределенностей. Колеса и задние вилки были сформированы путем склеивания двух частей друг к другу таким образом, чтобы их волокна шли крест-накрест. Поскольку древесина легче ломается по волокнам, эта дополнительная деталь значительно увеличивает ее прочность. Вместо этого мы могли бы легко использовать фанеру, поскольку она следует той же концепции, но мы хотели продолжить работать с красным кедром.

Читайте также:  Загубник для трубки своими руками

Шаг 6: Столярные изделия и металл

Когда большинство деталей было готово, мы приступили к исследованию столярных изделий между деревянными деталями. Мы также поняли, что некоторое использование металла будет неизбежным в виде осей, подшипников и валов. Их мы тоже сделали в нашей мастерской. Никаких других запчастей, кроме шариковых подшипников и шайб, мы не закупали. Даже болты изготавливались по индивидуальному заказу с использованием метчиков и резьб. Вы можете спланировать концы оси по-другому, чтобы не пришлось делать слишком много мелких деталей.

Нашим предпочтительным методом соединения было шиповое соединение. Мы также использовали соединения типа «бисквит», чтобы соединить основную раму с задней вилкой.

Игольчатые подшипники с внутренним диаметром 12 мм идеально подходят для нашего использования благодаря своему элегантному и компактному виду. Вы можете заменить их на любой другой тип шарикоподшипника, соответствующий вашему размеру.

Задний вал диаметром 12 мм, который обычно соединяет зубчатую передачу и заднее колесо, имеет резьбу на конце, чтобы его можно было закрепить гайками.

Центральный вал (нижний кронштейн)

Центральный вал диаметром 12 мм, используемый вместо каретки, имеет шпоночные пазы на концах, так что кривошипы педалей могут быть зафиксированы на них. Он также имеет резьбу на концах, чтобы шатуны можно было прикрутить болтами, чтобы предотвратить их расцепление во время движения.

Вал передней вилки диаметром 12 мм является наименее сложным, он просто приклеивается к внутренней части вилки и остается неподвижным. Колесо вращается свободно благодаря подшипнику, вставленному по центру.

Рукоятка была соединена с передней вилкой через стальную трубу диаметром 16 мм с помощью шплинта и клина в виде изготовленного на заказ болта с латунной гайкой.

Идея с цепным приводом была преобразована в систему с ременным приводом. Частично это было вдохновлено токарным станком, который работает по аналогичной концепции. Это также упростило весь процесс изготовления шестеренок и звеньев цепи, которые в любом случае были бы чрезвычайно хрупкими. К счастью, он хорошо сочетался с остальным дизайном, минималистичным, экспериментальным, но обоснованным. Вы можете использовать уже готовую цепочку, если она соответствует вашей эстетике.

Шаг 7: Сухая посадка

Когда все детали были готовы, была проведена «сухая» примерка для выявления ошибок. Мы поняли, что центральная ось проходит через 7 отверстий, а задняя — через 4, и ни одна из них не выровнена. Из-за этого нам пришлось просверлить заново три отверстия, чтобы добиться правильного совмещения. Мы также поняли, что левая часть проекта была тяжелее другой, поскольку на этой стороне был установлен ременной привод. Мы решили эту проблему баланса, добавив тяжелый металлический вал в правую педаль и оставив деревянный в левой. Вы можете добавить скрытый противовес в любом месте. Наконец, трубка ручки была прикреплена к стержню ручки с помощью изготовленной на заказ латунной гайки и затвора. Была изготовлена ​​новая задняя звездочка, немного больше предыдущей, так как длина приобретенного ремня после сборки оказалась немного больше.

Источник