Введение
Для понимания всех терминов, используемых далее, необходимо ознакомится со статьей "Сборка велосипедных колес " Шелдона Брауна.
Длина спиц не очень критична, точность расчета в 1 мм вполне достаточна. Большинство калькуляторов рассчитывают длину спиц с точностью до десятых долей милиметра, но спицы продаются с шагом в 1 мм, а некоторые бренды и с шагом в 2 мм.
Количество крестов и спиц
Каждая спица в спицевом наборе пересекает несколько других спиц. Количество этих пересечений и называется "крестами", обозначим мы это знаком K. Радиальный набор, иначе говоря - это набор "в ноль крестов". Количество спиц обозначим знаком N.
Основные размеры втулки: D L , D R , W L , W R , S
- D - диаметр фланца втулки. Левого (D L) и правого фланца (D R) по центрам отверстий, а не внешний диаметр. Обычно бывает в диапазоне 38 - 67 мм;
- S - диаметр отверстия под спицу (обычно 2,4 мм)
- W - расстояние от центра до фланца втулки (W L - до левого фланца, W R - до правого фланца).
Измерение диаметра фланца
(Flange Hole
Diameter). Это расстояние от центра одного
отверстия под спицу до центра диаметрально
противоположенного отверстия. Поскольку
измерять расстояние между центрами
отверстий затруднительно, то более точные
результаты можно получить, измерив
расстояние между краями отверстий и их
диаметр. Полученное расстояние
скорректировать на величину одного
диаметра.
Расстояние от центра до фланца втулки W L , W R (Hub Center To Flange Center Dimension - Flange Spacing) получается за два шага:
Измерте расстояние от плоскости контргайки до центра фланца. В заднем колесе правые и левые спицы имеют разную длину, а в переднем одинаковую. ПровеИзмерьте базу (ширину) втулки OLD Over Locknut Distance от плоскости правой контргайки до левой.дите измерения для правой и левой стороны (A, B). Рассчитайте расстояния от середины втулки до фланцев по формулам:
- W L (Left Center to Flange Dimension) = OLD / 2 - A
- W R (Right Center to Flange Dimension) = OLD / 2 - B
Замечание. Помните, что неаккуратно проведенные замеры могут привести к большим ошибкам в расчетной длине спиц. Все измерения должны проводится с точностью до 0,1 мм. Для измерений пользуйтесь штангенциркулем и стальной линейкой или хорошей металлической рулеткой.
Размеры обода
Обод имеет единственный размер - эффективный (эквивалентный) диаметр обода.
Измерение эквивалентного диаметра обода (Effective Rim Diameter - ERD) - его еще можно назвать диаметром, измеренным по концам спиц. То есть ERD - это расстояния от конца одной спицы до конца диаметрально противоположенной ей спицы в полностью натянутом колесе. Измеряется на самом деле расстояние от дна шлица под отвертку одного ниппеля до того же места диаметрально противоположенного ниппеля.
Эквивалентный диаметр обода прямым измерением без специального измерительного инструмента получить нельзя. Его можно вычислить следующим образом.
Первый способ
- Тщательно измерьте внешний диаметр обода ORD (от одного края (торца) до другого) Следите, чтобы рулетка или линейка проходила точно через центр обода. Сделайте как минимум два измерения, проведенные под прямым угом друг к другу, чтобы проверить, круглый ли обод. Если два этих значения будут различаться, сделайте еще один замер в другом месте и усредните полученные результаты.
- Вставте ниппель в любое отверстие обода. Штангенциркулем измерьте расстояние от торца обода до дна шлица под отвертку в ниппеле. Это будет размер HN. В этом месте и должны заканчиваться спицы в полностю натянутом колесе.
- Вычислите эквивалентный диаметр обода по формуле ERD=ORD-2*HN.
Второй способ
- Вставте две спицы в диаметрально противополженные отверстия обода.
- Накрутите на них ниппеля.
- Сnяните спицы как следует и измерьте расстояние A - от одного торца ниппеля до другого торца ниппеля. Сделайте несколько измерений, результат усредните.
- Измерьте высоту ниппеля - B.
- Рассчитайте ERD=A+2*B.
Нессиметричный обод
Несимметричные обода типа OCR (Off Center or Asymmetric rims) требуют корректировки длины спиц, которая была рассчитана для симметричного обода.
Можно просто скорректировать рассчитанную длину спицы для симметричного обода на 1 мм - добавить для правой стороны и вычесть для левой стороны заднего колеса; или добавить 1 мм для стороны с диском и вычесть 1 мм для стороны без диска переднего колеса.
Есть точный способ расчета. Надо скорректировать размеры втулки, участвующие в расчете. (Изменение размера спицы будет одинаковым, когда обод смещается относительно втулки или наооборот.) Надо просто изменить смещение фланца (WL, WR) на величину смещения несимметричного обода, которая равна RimOffset RO=(W/2)-L
Скорректируйте размеры втулки следующим образом:
- W L _effective=W L - RO
- W R _effective=W R +RO
Paired Spoke Wheel (колесо с парными спицами)
Существует и такой тип спицевого набора, как на рисунке:
- a = W R или W L (расстояние от центра до фланца втулки)
- r 1 = D R или D L (диаметр фланца)
- r 2 = ERD (эффективный (эквивалентный) диаметр обода)
- m = количество спиц на одной стороне колеса = N/2
- k = количество крестов
- ? = 360° k /m , например, 3*360°/18 = 60°.
? - угол между прямыми от оси втулки к месту спицы в ободе и от оси втулки к месту спицы во фланце. Эта часть формулы наиболее трудна для понимания.
Угол этот зависит от количества отверстий (спиц) и количества крестов. Чем больше крестов, тем больше этот угол. Чем больше спиц для данного количества крестов, тем меньше этот угол, поскольку дуга между соседними спицами представлеят меньшую долю всей окружности. Для 36 спиц, собранных в 3 креста этот угол равен 60 градусам, для 36 спиц, собранных в 4 креста этот угол равен 80 градусам.
Метод вычисления этого угла довольно хитроумен. Ключем к понимаю является расположение на ободе двух соседних спиц на фланце, идущих в противоположные стороны. Назовем такие спицы "граничными". Посчитаем количество отверстий в ободе между ними. В колесе, собранном в 3 креста, между "граничными" спицами на ободе будет еще ровно 13 спиц - 6 с того же фланца и 7 с другого. Можно понять почему между "граничными" спицами получается еще ровно 6 спиц с той же стороны фланца - каждая граничная спица должна пересечься с еще тремя спицами. Таким образом между "граничными" спицами должно быть 6 отверстий или 7 промежутков. В середине каждого промежутка есть отверстие для спицы с противополжного фланца. Итого выходит 13 спиц или отверстий должно быть между "граничными" спицами в колесе, собранном в 3 креста.
Теперь главная "хитрость". Зададимся вопросом: для любой "граничной" спицы как далеко (по углу) впереди (или позади) находится отверстие в ободе по отношению к отверстию во втулке (имея ввиду, что отверстия расположенные на одном радиусе (из центра втулки) находятся ни впереди ни позади).
Рассмотрим "центральную" спицу из этих 13-ти, которая идет к противоположному фланцу, по отношению к фланцу наших "граничных" спиц. Из соображений симметрии следует ожидать, что радиус, делящий угол между отверстиями для граничных спиц пополам, должен пройти точно через "центральную" спицу. Теперь мысленно повернем этот радиус вперед (по часовой стрелке) на половину угла между отверстиями во фланце втулки, что составит ровно одно отверстие вперед (по часовой стрелке) в ободе. Теперь мы имем радиус, проходящий через отверстие "граничной" спицы во фланце, что точно соответсвует тому углу?, который нам необходим. Поскольку сначала этот радиус был на 7 отверстий в ободе впереди от истинного граничного отверстия в ободе, то после поворота его в сторону "граничного" отверстия осталось 6 промежутков. 6 дуг (промежутков) во втулке - это 6/36 - 1/6 * 360 = 60 градусов.
Таким образом мы доказали, что угол? всегда есть число крестов умноженное на угол между соседними отверстиями одной стороны фланца или, что то же самое между отверстиями для спиц одной стороны в ободе. Например, для 36 спиц и 3 крестов угол между соседними отверстиями одной стороны фланца 360/18 = 20 градусов, и искомы угол равен 60 градусам. Для колеса в 4 креста осталось бы 8 спиц в промежутке, 8/36 - 1/4 * 360 = 80 градусов.
Велосипедные спицы являются конструктивным элементом колеса. Начиная со времён изобретения колеса, они неизменно присутствуют в его конструкции. Современные велоспицы, как правило, производятся из высоколегированной или конструкционной стали, сплава алюминия или титановых сплавов. Также существуют детали и из карбона, однако они являются достаточно хрупкими и поэтому считаются опасными.
Современные изобретатели предлагают и вовсе отсутствие спицевого элемента, однако пока что большинство таких моделей колёс остаются, к сожалению, лишь концептами.
Назначение
Роль велосипедных спицевого элемента в конструкции колеса заключается в том, что они соединяют втулку с ободом. Именно они обеспечивают амортизацию колесу, придавая в то же время ему достаточную жёсткость и прочность. Благодаря тому, что велоспицы могут пружинить, нагрузка на обод при ударах и кочках распределяется более равномерно по всему его периметру, что защищает эту деталь от поломки.
Велосипедные спицы значительно уменьшают общий вес колеса, не уменьшая при этом его прочностных качеств.
Размеры
Размеры велосипедных спиц зависят от многих параметров. На их длину влияет и величина втулки, и диаметр обода, и тип самого спицевого набора, а также вид спицовки, который будет применяться.
Если происходит замена сломанных деталей, можно измерить длину уже установленных спиц и выбрать вариант, равный им. В таком случае, определить необходимый размер велоспиц является предельно простой задачей.
Если необходимо собрать колеса велосипеда с нуля, стоит помнить, что для этого понадобится три набора велоспиц: для переднего колеса, для правой и для левой стороны заднего колеса. В интернете можно найти большое количество разнообразных калькуляторов, которые позволяют точно рассчитать необходимый размер велоспиц. Для того чтобы он выдал верный результат, необходимо лишь отметить в программе несколько измерений:
- Какое колесо (переднее/заднее/переднее с ротором/заднее с ротором);
- Ширина втулки;
- Диаметр фланцев;
- Внутренний диаметр обода;
- Толщина стенки обода;
- Количество спиц;
- Количество перекрестий.
Регулировка
Натяжка велоспиц – очень тонкое и сложное дело, которое требует большое количество мастерства и опыта, поэтому лучше всего предоставить это занятие профессионалам. Если всё-таки было решено натягивать самостоятельно, то подходить к этому занятию необходимо основательно и со всем вниманием.
В первую очередь, для работы будет необходим специальный ключ. Помимо него используется станок для правки колёс, а также прибор для измерения силы натяжения, однако эти устройства уже не являются обязательными.
Для того чтобы отрегулировать велосипедные спицы, необходимо сначала измерить их натяжение, а потом аккуратно натягивать или ослаблять детали, которые не вписываются в общую картину. Важно помнить, что отрегулировав одну деталь, необходимо также и изменить натяжение на соседних, так как напряжение одной влияет и на другие.
Очень важная деталь в регулировке: натяжение должно быть равномерным. Это позволит избежать поломки велоспиц и деформации обода.
Облако тегов:
спицы для велосипеда
Необходимы для того, чтобы соединять втулку с ободом. Таким образом они обеспечивают целостность конструкции и ее прочность. Кроме всего прочего, спицы играют в некоторой степени и амортизирующую роль. Некоторая гибкость этого конструктивного элемента обеспечивает распределение нагрузки по
Спицы для велосипеда состоят из двух частей - это собственно сам стержень и ниппель (грибовидная гайка для закрепления на ободе). Такая конструкция обеспечивает вполне надежное крепление. Один конец стержня загнут и расклепан. На втором имеется резьба, которая может быть нарезной или накатанной. Второй вариант делает спицу более крепкой и надежной. Нарезная резьба сильнее ослабляет данную деталь, которая часто ломается именно в этом месте. Изготавливают стержень либо из либо из обычной (с напылением из никеля). Второй вариант менее надежен. Для спортивных моделей часто используются титановые варианты.
Ниппель изготавливается из бронзы, стали или алюминия. Первый вариант предпочтителен в том плане, что практически не прикипает. Замена спиц на велосипеде при использовании таких гаек может быть более простой. Стальные элементы являются самыми дешевыми, и специалисты не советуют их использовать.
Наиболее дорогой вариант - алюминиевые гайки. Они позволяют сделать колесо более легким.
Спицы для велосипеда обычного городского типа применяются в количестве 36 штук. В колесе шоссейных моделей их может быть меньше. Таким образом достигается большая маневренность велосипеда в плане изменения скоростей. В разных конструкциях количество спиц может быть неодинаковым. Однако их число всегда кратно четырем или двум.
Кроме того, спицы для велосипеда могут иметь разную толщину. В переднем колесе фланцы втулки симметричны, имеют стандартный размер. В заднем же многоскоростная конструкция, наоборот, асимметрична. Поэтому размеры могут быть абсолютно любые. Поэтому на моделях с одинаковыми типами втулок устанавливаются спицы, предназначенные для переднего колеса, для заднего справа и для заднего слева. При этом они имеют разную толщину.
Иногда требуется замена или регулировка спиц велосипеда. Операции эти достаточно сложны, но при желании могут быть выполнены самостоятельно. Для того чтобы, например, подтянуть спицы, нужно перевернуть последний вверх колесами и пошатать стержни. Если амплитуда превышает 1-2 мм, необходимо подтянуть элемент. Сложнее не допустить появления «восьмерки» при подтягивании. Для этого придется определить амплитуду горизонтального и вертикального биения. Устраняют эти проблемы путем натяжения или ослабления спиц и смещения обода. Точно таким же образом исправляют «эллипс» обода.
Замена спицы может понадобиться в результате ее поломки. Чаще всего это происходит при сильном ударе, к примеру, о бревно или край ямы. Такое иногда случается, а поэтому стоит иметь при себе запасные спицы для велосипеда. Для того же, чтобы доехать до дома, в том случае, если нет инструментов для снятия колеса, поломанную деталь загибают и привязывают к ней проволоку. Таким образом можно будет добраться до того места, где возможно заменить спицу на новую. Последняя просто вставляется в обод и закручивается ниппелем.
Матчасть: Лом салон | Матчасть->велотехника: Культовые велотемы | КАРАВАН-велосипед | Велоцепь и уход за цепью (от КАРАВАНА) | Все о седлах | Калькуляторы расчета длины спиц | Каталог технических статей | Тихая светодиодная революция | Путь к девятой звезде Shimano | Статьи Шелдона Брауна: Каталог статей Шелдона Брауна | Памяти Шелдона Брауна | Велоцепь и уход за цепью. | Сборка велоколес | Седла | Кожаные седла | Размеры покрышек | 26-ти дюймовые покрышки | Самопроизвольное переключение | Прокладка тросиков | Настройка переключателей | Передний переключатель | Боль при езде | Привставание при педалировании | Старт и стоп | Торможение и повороты | Как переключаться? | Переставлять ли задние покрышки вперед | Сайт Шелдона Брауна | Матчасть->снаряжение: Каталог статей о снаряжении | Пилить и никаких гвоздей (Обувь для прогулок-пропиловок) | Снаряжение для вело походов | Велоэкипировка | Снаряжение для лыжных ПВД | Питание в походе | Выбор долговечной палатки | Туристский коврик | Фото в зимнем походе |
(Как рассчитаь длину спицы (велоспицы)? Реферат)
- Получение исходных данных для расчета длины спиц
- Вывод формулы
- Калькулятор для расчета длины велосипедных спиц от Pete Gray (работает на Java)
Получение исходных данных для расчета длины спиц
Введение
Для понимания всех терминов, используемых далее, необходимо ознакомится со статьей «Сборка велосипедных колес» Шелдона Брауна.
Длина спиц не очень критична, точность расчета в 1 мм вполне достаточна. Большинство калькуляторов рассчитывают длину спиц с точностью до десятых долей милиметра, но спицы продаются с шагом в 1 мм, а некоторые бренды и с шагом в 2 мм.
Количество крестов и спиц
Каждая спица в спицевом наборе пересекает несколько других спиц. Количество этих пересечений и называется «крестами», обозначим мы это знаком K. Радиальный набор, иначе говоря — это набор «в ноль крестов». Количество спиц обозначим знаком N.
Размеры втулки
Основные размеры втулки: D L , D R , W L , W R , S
- D — диаметр фланца втулки. Левого (D L) и правого фланца (D R) по центрам отверстий, а не внешний диаметр. Обычно бывает в диапазоне 38 — 67 мм;
- S — диаметр отверстия под спицу (обычно 2,4 мм)
- W — расстояние от центра до фланца втулки (W L — до левого фланца, W R — до правого фланца).
Измерение диаметра фланца (Flange Hole Diameter). Это расстояние от центра одного отверстия под спицу до центра диаметрально противоположенного отверстия. Поскольку измерять расстояние между центрами отверстий затруднительно, то более точные результаты можно получить, измерив расстояние между краями отверстий и их диаметр. Полученное расстояние скорректировать на величину одного диаметра. Расстояние от центра до фланца втулки W L , W R (Hub Center To Flange Center Dimension — Flange Spacing) получается за два шага:
Измерте расстояние от плоскости контргайки до центра фланца. В заднем колесе правые и левые спицы имеют разную длину, а в переднем одинаковую. ПровеИзмерьте базу (ширину) втулки OLD Over Locknut Distance от плоскости правой контргайки до левой.дите измерения для правой и левой стороны (A, B). Рассчитайте расстояния от середины втулки до фланцев по формулам:
- W L (Left Center to Flange Dimension) = OLD / 2 — A
- W R (Right Center to Flange Dimension) = OLD / 2 — B
Замечание. Помните, что неаккуратно проведенные замеры могут привести к большим ошибкам в расчетной длине спиц. Все измерения должны проводится с точностью до 0,1 мм. Для измерений пользуйтесь штангенциркулем и стальной линейкой или хорошей металлической рулеткой.
Размеры обода
Обод имеет единственный размер — эффективный (эквивалентный) диаметр обода.
Измерение эквивалентного диаметра обода (Effective Rim Diameter — ERD) — его еще можно назвать диаметром, измеренным по концам спиц. То есть ERD — это расстояния от конца одной спицы до конца диаметрально противоположенной ей спицы в полностью натянутом колесе. Измеряется на самом деле расстояние от дна шлица под отвертку одного ниппеля до того же места диаметрально противоположенного ниппеля.
Эквивалентный диаметр обода прямым измерением без специального измерительного инструмента получить нельзя. Его можно вычислить следующим образом.
Первый способ
- Тщательно измерьте внешний диаметр обода ORD (от одного края (торца) до другого) Следите, чтобы рулетка или линейка проходила точно через центр обода. Сделайте как минимум два измерения, проведенные под прямым угом друг к другу, чтобы проверить, круглый ли обод. Если два этих значения будут различаться, сделайте еще один замер в другом месте и усредните полученные результаты.
- Вставте ниппель в любое отверстие обода. Штангенциркулем измерьте расстояние от торца обода до дна шлица под отвертку в ниппеле. Это будет размер HN. В этом месте и должны заканчиваться спицы в полностю натянутом колесе.
- Вычислите эквивалентный диаметр обода по формуле ERD=ORD-2*HN.
Второй способ
- Вставте две спицы в диаметрально противополженные отверстия обода.
- Накрутите на них ниппеля.
- Сnяните спицы как следует и измерьте расстояние A — от одного торца ниппеля до другого торца ниппеля. Сделайте несколько измерений, результат усредните.
- Измерьте высоту ниппеля — B.
- Рассчитайте ERD=A+2*B.
Нессиметричный обод
Несимметричные обода типа OCR (Off Center or Asymmetric rims) требуют корректировки длины спиц, которая была рассчитана для симметричного обода.
Можно просто скорректировать рассчитанную длину спицы для симметричного обода на 1 мм — добавить для правой стороны и вычесть для левой стороны заднего колеса; или добавить 1 мм для стороны с диском и вычесть 1 мм для стороны без диска переднего колеса.
Есть точный способ расчета. Надо скорректировать размеры втулки, участвующие в расчете. (Изменение размера спицы будет одинаковым, когда обод смещается относительно втулки или наооборот.) Надо просто изменить смещение фланца (WL, WR) на величину смещения несимметричного обода, которая равна RimOffset RO=(W/2)-L
Скорректируйте размеры втулки следующим образом:
- W L _effective=W L — RO
- W R _effective=W R +RO
Paired Spoke Wheel (колесо с парными спицами)
Существует и такой тип спицевого набора, как на рисунке:
Калькулятор от Rinard (Страница Rinarda) вычисляет длину таких спиц используя понятие эквивалентного количества крестов, которое м.б. дробным.
Формула для расчета длины спиц
Упрощенная формула (чисто геометрическая, не учитывающая толщину спицы, диаметр отверствия во фланце и растяжение спицы) выглядит так:
SpokeLengthx=SQRT(W x 2 +D x 2 +ERD 2 -2*D x *ERD*cos(360/(N/2)*K)
SpokeLength x — это или правая или левая спица (x = R или L).
W x — W R или W L (расстояние от центра до фланца втулки).
D x — D R или D L (диаметр фланца).
S — диаметр отверстия во фланце втулки под спицу.
После проведения чисто геометрического расчета, полученную длину следует скорректировать (из книги The Bicycle Wheel, автор Jobst Brandt, 3 издание):
SpokeLengthxActual х =SpokeLength x -S/2-1
1. Уменьшение на половину диаметра отверстия под спицу во фланце S/2 (обычно это 2.4/2=1.2 мм) связано с особенностью маркировки длины спиц производителями — длина измеряется от загиба до конца резьбы, а не от центра шляпки.
2. Уменьшение еще на 1 — 2 мм необходимо, так как спица при рабочем натяжении удлинняется примерно на 1 мм (для колес 24″ — 29«) и в собранном колесе ERD обода несколько уменьшается под действием сил сжатия от натяжения спиц.
Для недорогих ободов простого П-образного профиля спицу лучше иметь чуть короче, что бы не надо было спиливать выступающие из ниппелей концы спиц, иначе они могут проврать ободную ленту и камеру. Для таких ободов уменьшите длину на 2 мм с запасом.
Округлите результат математически до 1 или 2 мм, в зависимости от шага спиц у производителя.
Для «коробчатых» ободов, где ниппель спицы утоплен, и нет опасности, что выступающий конец спицы проврет ободную ленту, уменьшать с запасом длину спиц не надо. Достаточно уменьшить на 1 мм.
Округлите результат в большую целую сторону до 1 или 2 мм, в зависимости от шага спиц у производителя.
Вывод формулы
Вывод формулы базируется на тригонометрии и теореме Пифагора в рамках школьной программы (рисунки из Wikipedia)
- a = W R или W L (расстояние от центра до фланца втулки)
- r 1 = D R или D L (диаметр фланца)
- r 2 = ERD (эффективный (эквивалентный) диаметр обода)
- m = количество спиц на одной стороне колеса = N/2
- k = количество крестов
- ? = 360° k /m , например, 3*360°/18 = 60°.
? — угол между прямыми от оси втулки к месту спицы в ободе и от оси втулки к месту спицы во фланце. Эта часть формулы наиболее трудна для понимания.
Угол этот зависит от количества отверстий (спиц) и количества крестов. Чем больше крестов, тем больше этот угол. Чем больше спиц для данного количества крестов, тем меньше этот угол, поскольку дуга между соседними спицами представлеят меньшую долю всей окружности. Для 36 спиц, собранных в 3 креста этот угол равен 60 градусам, для 36 спиц, собранных в 4 креста этот угол равен 80 градусам.
Метод вычисления этого угла довольно хитроумен. Ключем к понимаю является расположение на ободе двух соседних спиц на фланце, идущих в противоположные стороны. Назовем такие спицы «граничными». Посчитаем количество отверстий в ободе между ними. В колесе, собранном в 3 креста, между «граничными» спицами на ободе будет еще ровно 13 спиц — 6 с того же фланца и 7 с другого. Можно понять почему между «граничными» спицами получается еще ровно 6 спиц с той же стороны фланца — каждая граничная спица должна пересечься с еще тремя спицами. Таким образом между «граничными» спицами должно быть 6 отверстий или 7 промежутков. В середине каждого промежутка есть отверстие для спицы с противополжного фланца. Итого выходит 13 спиц или отверстий должно быть между «граничными» спицами в колесе, собранном в 3 креста.
Теперь главная «хитрость». Зададимся вопросом: для любой «граничной» спицы как далеко (по углу) впереди (или позади) находится отверстие в ободе по отношению к отверстию во втулке (имея ввиду, что отверстия расположенные на одном радиусе (из центра втулки) находятся ни впереди ни позади).
Рассмотрим «центральную» спицу из этих 13-ти, которая идет к противоположному фланцу, по отношению к фланцу наших «граничных» спиц. Из соображений симметрии следует ожидать, что радиус, делящий угол между отверстиями для граничных спиц пополам, должен пройти точно через «центральную» спицу. Теперь мысленно повернем этот радиус вперед (по часовой стрелке) на половину угла между отверстиями во фланце втулки, что составит ровно одно отверстие вперед (по часовой стрелке) в ободе. Теперь мы имем радиус, проходящий через отверстие «граничной» спицы во фланце, что точно соответсвует тому углу?, который нам необходим. Поскольку сначала этот радиус был на 7 отверстий в ободе впереди от истинного граничного отверстия в ободе, то после поворота его в сторону «граничного» отверстия осталось 6 промежутков. 6 дуг (промежутков) во втулке — это 6/36 — 1/6 * 360 = 60 градусов.
Таким образом мы доказали, что угол? всегда есть число крестов умноженное на угол между соседними отверстиями одной стороны фланца или, что то же самое между отверстиями для спиц одной стороны в ободе. Например, для 36 спиц и 3 крестов угол между соседними отверстиями одной стороны фланца 360/18 = 20 градусов, и искомы угол равен 60 градусам. Для колеса в 4 креста осталось бы 8 спиц в промежутке, 8/36 — 1/4 * 360 = 80 градусов.
Формула рассчитыват диагональ воображаемого параллелепипеда.
Рассмотрим проекцию колеса на плоскость перпендикулярную оси спицы, где ниппель рассчитываемой спицы находится наверху. Эта спица и есть проекция диагонали воображаемого параллелепипеда. Параллелепипед имеет глубину a (Wx), на риснке не видна — находиться в перпендикулярной плоскости, высоту r 2 -r 1 cos(?) и ширину r 1 sin(?).
Простая тригонометрическая формула используется для вычисления длины проекции спицы на плоскость колеса, как показано на рисунке.
Для вычисления собственно длины спицы (диагонали воображемого параллелепипеда) применим теорему Пифагора.
Итог выглядит так:
Подробно о расчете длины спиц с выводом формулы с иллюстрациями на сайте Robert Torre (на английском языке)
Калькуляторы для расчета длины спиц
- Офф-лайн калькуляторы:
- Упрощенный калькуляторот от Rinard — сделан в виде листа Excel
- Полный вариант калькулятора от Rinard (с базой данных ободов) — сделан в виде листа Excel
- Полный вариант калькулятора от Rinard переведен на русский язык (с очень старой базой данных ободов +обод «Турист») — сделан в виде листа Excel Рассчитывает и колеса с парными спицами! На русском языке! Корректирует геометрическую длину спиц на 1 мм.!
- (Страница Rinarda)
- Калькулятор свободно распространяемый с сайта Антона Чубченко (программа сделана на базе таблички EXCELL) http://www.realbiker.ru/SpoCalc.shtm
- Свободный калькулатор длины спиц Lexapskov v 2.0 (для Windows)
- Свободный калькулятор длины спиц для мобильных телефонов на Java MIDP 2.0 от KROTOBOBR.RU
- Он-лайн калькуляторы:
- Он-лайн калькулятор на сайте UP Bikes — на русском языке.
- Он-лайн калькулятор на сайте ALLCALC.RU
- Он-лайн калькулятор от Roger Musson’s "Wheelpro"с базой данных втулок и ободов
Калькулятор для расчета длины велосипедных спиц от Pete Gray (работает на Java, в настройках безопасности надо разрешить выполнение java-приложений)
Это простой калькулятор для расчета длины велосипедных спиц от Pete Gray. В нем используется чисто геометрическая формула расчета, результат не корректируется.
Этот калькулятор очень удобен для наблюдения за тем, как происходит изменение длины спиц, когда вы изменяете один из размеров на миллиметр или два.
В 99% случаев колесо состоит из втулки (с подшипниками и осью), обода и спиц. Когда вы начинаете крутить педали, то энергия передаётся через трансмиссию на втулку, спицы и обод, и колесо крутится. Спицы позволяют сделать колесо легким и прочным, о них мы сегодня и поговорим.
История
Более 30 лет назад у большинства велосипедов было 36 спиц на каждом колесе. Например, британский стандарт был 40 спиц сзади и 32 спицы на переднем колесе. Только гоночные велосипеды использовали 32 спицы на колесо. В других странах велосипеды обычно имели по 35 спиц на каждое колесо.
И вот у кого-то возникла идея: «Давайте сделаем колёса с 32 спицами. Они будут легче, мы потратим меньше материала, а, следовательно, и производство станет дешевле. Тем более, гонщики используют такие колёса, простому люду уж точно понравится!» В результате колёса правда получились легче, но на конечной цене для покупателя это не сказалось. Так что все остались в плюсе (но производители колёс в чуть большем).
Эта идея продолжает жить и поныне. То там, то тут появляются новые колёса, в которых 28/26/24 или ещё меньше спиц, а основным аргументом их покупки озвучивают меньший вес, при такой же прочности.
Однако, чтобы спица и обод выдерживали увеличенную нагрузку в одном месте, где в классическом колесе нагрузка распределяется между двумя спицами, их приходится делать из высококачественных материалов. Вот почему колёса с меньшим количеством спиц не такие лёгкие, как может показаться изначально.
Особенности использования колёс с меньшим количеством спиц
Потеря одной спицы на классическом колесе на 36 спиц - грозит лишь небольшой восьмеркой, которую вы сможете поправить даже, не меняя спицу. А вот если спиц в колесе меньше, чем 32, то лишившись одной спицы вы можете даже не доехать до дома. А учитывая то, что спицы в таких колёсах, зачастую весьма специфичны, то каждая сломанная спица - это реальная проблема.
Поэтому цена на колёса с меньшим количеством спиц порой на порядок больше, чем на классические модели с 32 спицами. Стоят ли этого выигранные граммы - это каждый решает для себя сам.
Виды спиц и ниппелей
Велосипедные спицы бывают прямыми и непрямыми . Прямые спицы очень прочные, но требуют специальных втулок. В колёсах с количеством спиц меньше 32-х обычно используются именно прямые спицы, и наоборот.
Спицы отличаются методом изготовления :
- Катаные спицы;
- Плоские спицы;
- Тянутые спицы.
Катаные спицы - самый распространённый из трёх видов, из-за того, что они относительно просты и дёшевы в производстве. Делаются из стального прута подходящего диаметра.
Плоские спицы - практически то же самое, что и катаные спицы, только плоской формы. Это добавляет прочности и немножко аэродинамичности.
Тянутые спицы - самые качественные и самые дорогие. Тянутся (отсюда и название) из цельного куска стали.
Обратите внимание на способ нанесения резьбы на спицу. Спицы с накатанной резьбой гораздо прочнее, чем нарезные. Мы рекомендуем использовать именно их. Отличить их легко, спицы с накатанной резьбой толще в месте нанесения резьбы.
Ниппели обычно используются для соединения спицы с ободом. Материал ниппеля - сталь, латунь или алюминий. В основном ниппели выглядят как небольшая головка, которая накручивается на спицу, однако встречаются и всевозможные вариации, вплоть до самых невероятных - как у Mavic, с их внешней резьбой для вкручивания в бескамерный обод или Crank Brothers, где ниппели крепят спицы к втулке, а не к ободу.
Так какие спицы выбрать?
Если вы уже купили велосипед и планируете просто заменить сломанную спицу, то берите такую же, благо они продаются поштучно. Если вы только планируете собирать колесо, то здесь стоит учитывать то, как колёса будут заспицованы, какая у вас втулки и какой обод. О том, как самостоятельно заспицевать колесо мы поговорим в следующей статье.