Как сделать электровелосипед своими руками из недорогого комплекта
За 100 долларов нельзя купить кроме того простой велосипед, не то что электровелосипед. Но за эти деньги возможно сделать электровелосипед собственными руками. Само собой разумеется, солидную часть нужных компонентов вам нужно будет достать безвозмездно! Но где же их отыскать, да ещё безвозмездно — сообщите вы?
Я поведаю, где возможно отыскать всё нужное, и про кое-какие моменты, которые связаны с отличиями ваших комплектующих от моих.
Это сверхсложный проект — если вы не владеете хорошими навыками, то вам лучше сходу оставить идею собрать электровелосипед самостоятельно и приобрести электровелосипед в магазине. В случае если же вы можете трудиться за токарным станком, прекрасно обладаете распространёнными инструментами, то вам в полной мере по силам собрать электрический велосипед собственными руками. Если вы станете трудиться лишь в свободное время, то на сборку электрического велосипеда у вас уйдёт всего пара месяцев.
Предпосылки и теория.
Перед тем, как конкретно перейти к руководствам по сборке электрического велосипеда, поведаю, из-за чего я решилсамостоятельно собрать электровелосипед. Мне удалось сконструировать фрикционную передачу для электровелосипеда, в то время как опыты с цепной передачей провалились. Но мне весьма хотелось закончить и отыскать где были допущены неточности на протяжении первой попытки. Оказалось, что я не уделил должного внимания допускам.
Я фактически наугад сглаживал и приваривал звездочки на место, где обязан пребывать вал. Исходя из этого передача и не трудилась. Помимо этого, поскольку вал моторе был весьма мелкий, то передача не получила бы кроме того со звёздочкой. Исходя из этого мне было нужно отыскать метод организовать передачу между задним колесом и мотором посредством стандартной задней кассеты.
В качестве ответа я выбрал ременной привод. Но я всё таки желал как-то поменять ременной привод на цепную передачу на заднее колесо. Сложным ответом имел возможность стать передаточный вал, что бы крепился на каретку и совершенно верно совмещал ведущие и ведомые звезды.
При выборе этого варианта мне было нужно бы продолжительно приваривать звёздочки, исходя из этого я отказался от него в пользу намного более аккуратной методики скрепления. Помимо этого, большая скорость моего первого электровелосипеда была не на высоте — она не превышала 32 аккумуляторная/час. Исходя из этого мне было нужно пересчитать передаточное отношение и установить на велосипед привод, разрешающий развивать большую скорость в 64 км/час!
Главным моментом этого проекта есть точность — устанавливать все компоненты необходимо с небольшими допусками. Исходя из этого и потребовался токарный станок, без которого обеспечить требуемую точность не представляется вероятным. Без него нельзя выполнить этот проект.
Итак, приступаем к работе — нам предстоит сделать из простого велосипеда замечательный электрический велосипед. И что самое основное — это обойдётся нам меньше, чем в 100 долларов!
Ход 1: материалы и Необходимые инструменты.
Этот этап крайне важен. В случае если у вас нет нижеперечисленных инструментов либо материалов, то я бы посоветовалне браться за этот проект.
Главные инструменты:
- токарный станок (нужен в обязательном порядке);
- сварочный аппарат;
- главные ручные инструменты (ножовка, плоскогубцы и т. д.);
- штангенциркуль (в обязательном порядке купите его и нужно побольше);
- сверлильный станок с комплектом свёрл;
- инструмент для монтажа цепи;
- ключ для снятия трещотки;
- шлифовальный станок;
- металлорежущие инструменты (гидравлические ножницы «Пиранья», вместе с тем подойдет установка для плазменной резки либо ацетилено-кислородная резка);
- главные инструменты для ремонта велосипеда.
Дополнительные инструменты:
- V-образный блок;
- плоскошлифовальный станок;
- фреза;
- плашки и метчики.
Материалы (не считая очевидных):
- металлический уголок;
- * звёздочка ANSI #40 на 9 зубьев (дешёвы онлайн на McMaster-Carr, номер товара 6793k208)
- 2 подшипника (дешёвы онлайн на McMaster-Carr, их размер указан ниже);
- круглая металлическая болванка (диаметр 0,5 — 1);
- шкив под клиновой ремень диаметром 4 (дешёв онлайн на Chicago Die Casting);
- шкив под клиновой ремень диаметром 1 (я изготовил его на станке, но его несложнее приобрести);
- клиновой ремень.
*Размеры зависят от вашего велосипеда и требуемой большой скорости.
Ход 2: Нужный набор для переоборудования простого велосипеда в электровелосипед.
Это возможно самый главный момент. Дабы цена переоборудования несложного велосипеда в электровелосипед не превысила сто американских долларов, вам нужно безвозмездно дотянуться набор из трёх главных компонентов: мотора, велосипеда и аккумуляторов.
Давайте начнём с велосипеда. Думаю будет несложно отыскать никому не необходимый велосипед либо приобрести велосипед недорого. Попытайтесь дотянуться велосипед с как возможно громадным числом передач — это разрешит достигнуть высокой большой скорости и улучшит ускорение. Наличие совокупности переключения передач в обязательном порядке ещё и вследствие того что это разрешит возможность увеличить допуски в цепной передаче.
Поищите в сети либо спросите у родственников в деревне и вероятно вам удастся приобрести за символическую сумму никому не необходимый велосипед в хорошем состоянии. А возможно ваш личный велосипед через чур ветхий и вы в далеком прошлом уже желаете поменять его на новый. Либо кроме того, в случае если все варианты уже исчерпаны, то на свалке среди металлолома возможно отыскать хороший велосипед.
Но в случае если велосипед продолжительно был на улице, то его сперва необходимо будет мало подремонтировать и отрегулировать. Я думаю, отыскать велосипед будет несложно.
Потом мы сможем одним выстрелом убить двух зайцев. Вряд ли у вас найдётся старое кресло с электродвигателем, которое было у меня. Вы имеете возможность попытаться поискать в сети ветхий мотор с аккумуляторная батареями, но оптимальнееобратитесь в сервисный центр по ремонту инвалидных кресел — тут у вас больше шансов на успех. У технических экспертов сервисов имеется большое количество ветхих аккумуляторови моторов, каковые они просто выбрасывают.
Пологаю, что они не откажутся недорого реализовать электродвигатель и пара батарей на 12 вольт от ветхого кресла. Кроме того, в случае если у них ничего не найдётся, то он смогут посоветовать у кого ещё возможно задать вопрос. В крайнем случае возможно поспрашивать у привычных не завалялся ли у них случайно мотор либо аккумуляторная батареи.
Ход 3: Изготовление наружного кольца подшипника.
Мне повезло — на моём велосипеде уже имелось наружное кольцо подшипника с резьбой. В случае если вам так не повезло, то вам придётсяизготовить наружное кольцо подшипника самостоятельно. Возможно сделать и без резьбы — закрепить в каретке посредством винтов.
Ход 4: Изготовление промежуточного вала.
Так как ваш велосипед наверняка будет различаться от моего, то и изготовленные вами подробности будут различаться от моих, но промежуточный вал должен быть фактически однообразным. Если вы приобрели громадной ролик, подшипники и звездочку с диаметром центрального отверстия, составляющим половину от диаметра звёздочки, то вам потребуется металлическая болванка диаметром 5/8 от диаметра звёздочки.
На токарном станке выточите с одного финиша заготовки участок диаметром 1 и длиной в половину от диаметра звёздочки. После этого измерьте расстояние между двумя кольцами подшипника и сократите его в диаметре до 5/8 от диаметра звёздочки. Оставшийся участок заготовки выточите до диаметра в половину диаметра звёздочки.
Участок по центру размером в 5/8 от диаметра звёздочки нужен для предотвращения проскальзывания промежуточного вала назад либо вперёд.
Осталось просверлить отверстия для болтов. Вначале необходимо закрепить вал посредством V-образного блока. Крайне важно, дабы эти отверстия пребывали совершенно верно на одной линии.
Размер болтов зависит от выбранного вами размера вала и размера вторых компонентов.
Ход 5: Модификация звёздочки.
В случае если у вас такая же звёздочка, как и у меня, то из-за большой ширины она не подойдёт к велосипедной цепи. Исходя из этого нужно будет подвергнуть звёздочку маленькой модификации. Обработайте её на токарном станке подрезным резцом до ширины в0,1 дюйм.
После этого установите резцовую каретку на 10 градусов и измените угол зубьев так, дабы он был однообразным с обеих сторон.
Ход 6: Основной ведущий шкив.
Потому, что маловероятно, что у вас такой же мотор, как и у меня, то я процесс обработки собственного. Потому, что на моём двигателе уже имелось отверстие, то я просверлил в круглой алюминиевой заготовки отверстие диаметром один дюйм, что совершенно верно соответствуетразмеру валу. Очень принципиально важно, дабы размер отверстия совсем не превышал размер вала — в противном случае вам нужно будет переделывать эту часть работы.
Потом я просверлил отверстие и обработал на станке один финиш до диаметра в 0,5 дюйма, дабы он соответствовал ролику, что обработал ранее. Но в полной мере вероятно на вашем моторе не требуется будет ничего дорабатывать.
Ход 7: Сборка промежуточного вала.
Вот тут то и начинается самое увлекательное! Перед началом сборки велосипеда купите в магазине комплект цилиндрических штифтов, комплект винтов и приступайте к сборке! Вероятно на этом этапе появятся кое-какие неприятности, но если вы всё выточили верно, то у вас окажется всё верно соединить.
Ход 8: Сборка цепной передачи.
На данном этапе нужно будет воспользоваться инструментом для монтажа цепи. Разъедините цепь, дабы снять её с велосипеда. Сейчас необходимо как в большинстве случаев установить цепь, продеть её через задний тумблер скоростей и зацепить на среднюю звёздочку на кассете. Убедитесь, что задний тумблер находится в верном положении, как при езде: не сбит в кучу и на верной передаче. Потом расположите два финиша цепи рядом с втором, чтобы получить требуемую длину цепи.
Это самый сложный момент. Разъедините цепь в этом месте.
На протяжении разъединения цепи убедитесь, что пин прикреплён к концу цепи. В случае если этого не сделать, то будет весьма сложно, в случае если по большому счету быть может, опять соединить цепь.
Ход 9: Первая проверка без нагрузки.
Сейчас необходимо проверить выполненную работу. Что возможно хуже того, в то время, когда по окончании окончания сборки электровелосипеда при тестировании слетает цепь. Исходя из этого это очень важный тест. Переверните велосипед вверх колёсами, чтобызаднее колесо имело возможность вольно вращаться.
Установите любую передачу, но я рекомендую установить самую низкую. Сейчас переходим к самому сложному моменту. Дабы обеспечить натяжение цепи, надёжно удерживайте мотор одной рукой внизу наоборот клинового ремня.
Второй рукой соедините мотор проводами с аккумулятором. И если вы всё сделали верно и совершенно верно, то проверка завершится удачно. В случае если же цепь всё таки слетит, то на это возможно множество обстоятельств.
Одной из них возможно через чур широкая звезда промежуточного вала, так что будет необходимо её мало сточить. В случае если же проскальзывает ремень, то вы установили через чур высокую передачу либо не хватает натянули приводной ремень. В случае если цепь всё равняется слетает, то наверняка из-за не хорошо выравненных звёздочек и к сожалению вам нужно будет проделать заново кое-какие этапы.
Ход 10: Макет крепления мотора.
Потом необходимо сделать картонный макет крепления мотора. Из-за чего из картонный? На это имеется пара обстоятельств: картон дешевле металла, его возможно резать ножом, придавать ему форму значительно легче, чем металлу. В случае если разрешает конструкция вашего велосипеда, то я бы рекомендовал установить двигатель сзади подседельного штыря, как у меня.
Это даст больше пространства для аккумуляторная батарей и разрешит разместить большинство и двигатель вращающихся элементов подальше от ног.
Ход 11: Предварительное крепление для мотора.
Потом, применяя созданный картонный макет, вырежьте крепление из страницы металла. Приложите макет из картона к железному странице металла и как возможно аккуратней обведите его мелом. Дабы вырезать макет из металла, вам никак не обойтись без для того чтобы инструмента, как «Пиранья» — громадных гидравлических ножниц, предназначенных для резки металла. Они разрешают весьма совершенно верно и ровно по контурам вырезать модель из металла.
Но наверняка этого инструмента у вас нет. Исходя из этого возможно обойтись простым устройством плазменной резки. Но при разрезании толстого страницы металла образуется много шлака и при нехорошем владении методикой плазменной резки вам нужно достаточно продолжительно шлифовать края.
Кроме этого возможно воспользоваться ацетиленово-кислородной резкой либо ножовкой по металлу, но эти два варианта существенно хуже.
Ход 12: Первый этап установки двигателя.
Это главный момент при установке двигателя. Нужно сделать прорези для болтов на неравнобоком уголке (в случае если у вас такой имеется) и установить U-образные болты так, дабы они имели возможность скользить вверх и вниз по главной пластине. Так как у вас уже имеется картонный макет, то нанести разметку будет несложно. Легко положите макет на пластину и пометьте кернером два финиша каждой прорези.
Просверлите по два отверстия с каждого финиша — в общей сумме должно оказаться четыре отверстия. Они не должны быть через чур громадными, дабы возможно было нормально закрутить гайку, и не через чур мелким, дабы возможно было просунуть болт. Так как я применял болты диаметром 3/8, то я просверлил отверстия оптимального диаметра 0,4 дюйма.
Ход 13: Второй этап установки двигателя.
Сейчас необходимо вырезать прорези. Сперва я думал их вырезать посредством фрезы, но по некоторым обстоятельствам я отклонил данный вариант. В случае если у вас имеется тиски и торцовая фреза подходящего размера, то вам однако лучше воспользоваться фрезой. Я же выбрал плазменную резку. Применяя металлический уголок в качестве ориентира, я вырезал ровные прорези для болтов. Внешний вид прорезей был далёк от идеала, так что мне было нужно продолжительно и настойчиво их шлифовать.
Крайне важно, дабы прорези были ровными так, как это вероятно. Это нужно чтобы болты медлено скользили и надёжно фиксировались.
Ход 14: Установка неравнобокого уголка.
В зависимости от того, какой у вас двигатель, вам может не потребоваться осуществлять этот ход. Я сделал неравнобокий уголок для закрепление мотора, но мне не удалось им воспользоваться из-за недостаточного зазора между уголком и задней покрышкой. Я однако советую по возможности установить неравнобокий уголок, поскольку он обеспечиваетдополнительную прочность закрепления двигателя.
Но в случае если это нереально, то вместо уголка U-образными болтами.
Следующее, что вам пригодится, так это собственного рода адаптерный кронштейн. Он крепится к двигателю и может скользить вверх и вниз по основной монтажной пластине, снабжая требуемое натяжение ремня. Сделайте пластину, привинчивающуюся к передней части двигателя и свешивающуюся мало в сторону.
После этого заберите маленькой прямоугольник, идущийпараллельно двигателю, и прикрепите его посредством болтов к основной монтажной пластине.
Ход 15: Сварка крепления двигателя.
По окончании тщательной пескоструйной очистки и маленькой зачистки железной проволочной щеткой возможно приступать к сварке! Кроме этого убедитесь, что все стыки зачищены от ржавчины, краски, грязи и т. д. Сварка двух железных страниц различной толщины обещаетбыть не из лёгких. Кроме того если вы прожжёте дырку, то это не будет финишем света. Не старайтесь заварить всё сходу.
Сперва сварите одну сторону, а чуть попозже переходите к второй, дабы металл успел остыть. Помимо этого солидную часть жара старайтесь направлять на монтажную пластину и применяйте максимально низкую температуру сварки, но ещё разрешающую прекрасно проваривать страницы. При необходимости кроме того имеете возможность дополнительно накапать расплавленным металлом, дабы лучше припаять два страницы металла.
Я кроме того желал воспользоваться дуговой сваркой плавящимся электродом в среде инертного газа, которая отличается высоким качеством, но к сожаления я не отлично могу ею пользоваться.
Ход 16: Сборка ременного привода.
Этот ход не потребует подробных разъяснений. Легко наденьте ремень на оба шкива, натяните его как возможно крепче и затяните все болты. В ходе эксплуатации велосипеда вы увидите, что ремень будет неспешно растягиваться.
Вот именно по данной причине нам и было нужно делать регулируемое крепление. Иногда вы должны контролировать натяжение ремня и корректировать его при необходимости.
Ход 17: Вторая проверка без нагрузки.
Давайте повторно протестируем велосипед без нагрузки, дабы убедится, что мы как следует закрепили двигатель и совокупность переключения передач. Установите самую низкую передачу и запустите мотор на предельное количество оборотов. В случае если крепление прекрасно держится (так и должно быть), то начинайте неспешно повышать передачи. В случае если велокомпьютер установлен на заднем колесе, то обратите внимание на его показания. В случае если велокомпьютер установлен спереди, то он естественноничего не продемонстрирует.
Кроме этого обратите внимание не проскальзывает ли ремень, что может свидетельствовать о не хорошо натянутом ремне или об весьма высоком передаточном отношении.
Ход 18: Крепление аккумулятора.
Следующий ход — это установка аккумулятора. Я надеюсь, что вам удалось дотянуться хороший набор ветхих аккумуляторная батарей в сервисном центре либо их. Удостоверьтесь в надежности работоспособность зарядного устройства и батарей. После этого изготовьте картонный макет батарей. Значительно легче перемещать пустую картонную коробку, чем две батареи по 14 кг. Затем подберите подходящее место для их установки.
Нужно их установить как возможно дальше от седла и как возможно ближе к почва — это увеличит сцепление покрышки на заднем колесе и разрешит снизить центр тяжести велосипеда.
По окончании того, как вы нашли подходящее место для установки, из металлических уголков сконструируйте «поддон», к которому аккумуляторная батареи будут надёжно крепится посредством стяжек либо эластических шнуров. После этого «поддон» к раме велосипеда. Уровень качества сварного шва должно быть высоким, поскольку ему нужно будет выдерживать большие нагрузки.
Так что попытайтесь прекрасно приварить «поддон».
Ход 19: Электрическая схема электровелосипеда.
У вас возможно появился вопрос, из-за чего до сих пор мы не упомянули про электрическую схему управления мотором электровелосипеда. Само собой разумеется, у нас не будет полноценного управления с контроллером на широтно-импульсной модуляции. Так как на велосипеде имеется совокупность переключения передач, то для управления двигателем нам хватит простого тумблера.
Я установил однополюсный трёхпозиционный тумблер на 10 Ампер от ветхой радиостанции. У него три рабочих позиции: вкл1, вкл2 и выкл. Как видно из схемы выше, в режиме вкл1 трудится один аккумулятор с напряжением 12 В, а в режиме вкл2 трудятся два аккумулятора с напряжением 24 В. Эти разрешает включать мотор на полную скорость либо на половину оборотов.
Имея две скорости вращения мотора и совокупность переключения передач на велосипеде, мы можем обеспечить широкий диапазон скоростей, что избавляет нас от необходимости приобретения весьма дорогого ШИМ–контроллера.
Существует ещё один вариант схемы — с тремя аккумуляторная батареями. У каждой электрической схемы имеется недостатки и свои преимущества. На верхнем рисунке продемонстрирована электрическая схема электровелосипеда с тремя аккумуляторная батареями, а на нижнем с двумя аккумуляторная батареями.
Я применял вариант с двумя аккумуляторная батареями, что бы и советовал применять.
Ход 20: Первая поездка, устранение и поиск неполадок.
Это наилучший этап из всех! Сейчас, в то время, когда вы наконец-то закончили собирать электровелосипед, самое время покататься на нём. Позовите всех собственных друзей и похвастайтесь электрическим велосипедом, собранным собственными руками.
Не забудьте надеть шлем, поскольку в случае если что-то отправится не так, а наверняка так и будет, то вы же не желаете взять травму головы. Вы должны морально подготовится к неудаче — наверняка ваш самодельный электровелосипед не получит с первого раза. Может приключится множество неполадок, начиная от нехорошего контакта проводов и закачивая неправильным расчётомпередаточного отношения. Перед проведением данного опробования в обязательном порядке запаситесь различными инструментами, каковые будут необходимы для устранения разных вероятных неисправностей:
Велосипед не едет:
- Отсоединение проводов
- Через чур высокое передаточное отношение
- Неисправные аккумуляторная батареи
Дабы диагностировать эту проблему, поднимите заднее колесо и включите самодельный электровелосипед. В случае если покрышка вращается, то наверняка передаточное отношение через чур большое. Попытайтесь расширить шкив промежуточного вала либо уменьшить шкив двигателя — тем самым вы снизите передаточное отношение и увеличите крутящий момент, что разрешит велосипеду ехать.
В случае если же покрышка не вращается, то либо отсоединились провода, либо не трудятся аккумуляторная батареи. Всецело зарядите аккумуляторная батареи и удостоверьтесь в надежности мультиметром напряжение на них. Напряжение на всецело заряженных аккумуляторная батареях должно составлять приблизительно 26 – 27 В. Помимо этого посредством мультиметра необходимо проверить целостность электрической цепи. Отсоедините идущие к двигателю провода и подсоедините их к мультиметру. Включите тумблер.
В случае если на приборе отображаются одни нули, в то время как на аккумуляторная батареях показывалось напряжение, то неприятность содержится в проводах либо тумблер.
Велосипед едет медлительно:
- Неправильное передаточное отношение
Дабы диагностировать эту проблему, поднимите заднее колесо. Если оно вращается намного стремительнее если сравнивать с тем, в то время, когда вы ехали, значит передаточное отношение через чур высокое и его нужно уменьшить.Для этого нужно либо расширить размер шкива промежуточного вала, либо снизить размер шкива двигателя. В случае если же покрышка вращается кроме этого скоро, как и с нагрузкой, то вам напротив необходимо расширить передаточное отношение или при помощи уменьшения размера шкива промежуточного вала, или при помощи повышения размера шкива двигателя.
Ход 21: Дополнительные усовершенствования.
Если вы готовы взять больше и готовы выйти за рамки бюджета в сто американских долларов, то имеете возможность дополнительно дооборудовать электровелосипед регулятором скорости. В моём проекте он не необходим, по причине того, что нужный диапазон скоростей возможно взять только за счёт совокупности переключения передач. Однако регулятор скоростей возможно определенно нужен.
Очень хорошие контроллеры компании Alltrax.
Ход 22: Математические расчеты.
При сборке самодельного велосипеда нужно будет провести множество математических расчетов. Я приведу тут пара формул, которыми я пользовался.
Во-первых, нужно вычислить передаточное отношение. Следующая формула вычисляет большую скорость велосипеда без нагрузки, исходя из этого с учётом нагрузки скорость должна быть мало выше:
((R((pi*A)/ (pi*B)))(C/D)(pi*E))*0,000946969697, где R — количество оборотов двигателя в 60 секунд, A — диаметр шкива двигателя, B — диаметр шкива промежуточного вала, C — количество зубьев на звёздочке промежуточного вала, D — количество зубьев на задней звездочке (на большой скорости употребляется самая маленькая звезда, а для минимальной самая громадная) и E — диаметр заднего колеса.
Во-вторых, необходимо вычислить 5/8 длины промежуточного вала. Учитывая, что внешняя поверхность наружного кольца подшипника есть самым громадным размером каретки, засуньте его и измерьте его штангенциркулем. У меня вышло 2,817 дюйма. После этого снимите наружное кольцо подшипника и поместите подшипник с кольцом ровно на стол либо другую жёсткую поверхность. После этого штангенциркулем измерьте расстояние от внутреннего края подшипника до стола. Проделайте эти измерения с обеимикольцами.
У меня вышло 0,591 и 0,595.
После этого сложите эти два значения и вычтите данное значение из громаднейшего размера, чтобы получить 5/8 длины промежуточного вала. У меня оказалось 1,631.
Вычислить размер подшипников весьма легко. Для этого полностью не необходимы математические расчёты. Легко измерьте внутренний размер колец и купите подшипник, что бы максимально соответствовалэтому размеру, по возможности широкий и нужно с центральным отверстием в 0,5.
Не обязательно брать подшипники этого размера — их возможно обработать на станке с высокой точностью до нужного размера.
