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如何以低于100美元的价格制造电动自行车:23步(附图)

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目录:

Anonim

是的,实际上可以以低于100美元的价格制造电动自行车。这样做的秘诀是……免费获取大部分材料!现在,我不仅会让你失败,而且还要去找这些东西。有一些技巧和提示,我会给你和看的地方。此外,您需要具备自己的解决问题的能力,因为您获得的所有技术可能与我所拥有的技能略有不同。承担这个项目将是一项挑战,如果你没有丰富的加工工具知识,你现在也可以退出。但是,如果您知道自己在车床周围的方式并且只使用一些简单的工具就很方便,那么这个项目就可以在几个月内完成,只需要在您的业余时间工作。这也是我参加Epilog激光切割机挑战,所以请不要忘记评分和投票!另外,如果你对我可以添加的任何建议有更好的建议,请评论,因为我将把它交给一个非常重要的成绩(基本上我整个第四季度)所以任何批评和帮助将不胜感激!谢谢!

供应:

第1步:背景和理论

在我们深入了解说明之前,我需要先介绍一下这个项目的背景知识。作为高中的高年级学生,我们需要做一个“高级项目”,包括撰写和提交关于您选择的主题的研究论文。本研究论文中必须包含观察或关于您对主题的实践经验的文章。要求很简单:主题必须适合学校,您必须同时展示预知和重要的学习期限。电动自行车转换对我来说是一个完美的话题,因为我已经成功制造了摩托车电动自行车,但我以前对链传动的尝试都失败了,所以显然我不得不想出一个成功制造这个东西的计划,所以首先我看了一下我的第一次尝试不成功的地方,这很明显。我第一次尝试制造摩托车,发现我没有注意到公差。我只是在猜测链轮是否对齐并将它们焊接到看起来像轴的中心的位置!哎哟!没有办法可行。另外,我的电机上的轴非常小,并试图将链轮连接到那个无论如何都不会工作的链轮上。因此,我需要一种从电机驱动后轮(使用标准后卡带)的方法。我的解决方案是皮带传动。那么,我想知道如何将皮带传动转换为链传动以驱动后轮。答案是一个(不那么简单)的千斤顶轴安装在底部支架中,完美地对准驱动链轮和从动链轮。为了使这个项目工作,我也知道链轮上不再有焊接,所以我选择了更准确(并且更好)的钉扎方法。另外,我的第一辆自行车,最高时速可达20英里/小时,但仍有很多不足之处。因此,我写了一个计算齿轮比的公式,并决定装备我的自行车,最高速度为40英里/小时!最后,我必须找到一种方法来使所有这些零件具有非常严格的公差。要回答这个问题:我只需要加工它们,并非常准确地加工它们。准确性是使该项目有效的关键。如果没有金属车床,这个项目将无法实现。现在,有足够的背景信息,现在是时候继续我的高级项目:将普通自行车改装成强大的电动摩托车! (低于100美元)

第2步:工具/材料

这一步非常关键。如果您没有列出工具或材料,我强烈建议不要进行此项目。我从经验中说话。
工具:
车床(这是强制性的)
焊机
基本手工具(钢锯,钳子等)
拨打卡尺(如果你没有,请买它。不要吝啬,拿一个深度计)
钻头有很多位
链断路器
飞轮卸妆
磨床
金属切割工具(食人鱼是非常好的,但等离子切割机或氧气火炬也将工作)
基本的自行车工具
您可能需要的可选工具:
v区块
平面磨床

轻拍和死亡
材料:(除了显而易见的)
角钢
* McMaster的9齿,ANSI编号40可加工轮毂链轮,零件编号6793k208
来自McMaster的2个轴承,尺寸待以后确定
钢圆形(取决于D中的.5和1)
*芝加哥压铸滑轮的4英寸直径V形皮带轮
* 1英寸直径的V型皮带轮(我加工了这个,但是购买它会容易得多。)
V型皮带
*请注意,这些尺寸可能会根据您的自行车和最高速度要求而改变。

第3步:获取材料

这可能是最具挑战性的一步。你需要免费找到三个主要组件才能以低于100美元的价格完成这件事。您需要找到电机,电池和自行车。让我们从自行车开始。很容易找到一辆免费或非常便宜的自行车。只要确保在你看的时候,你试着找到一个尽可能多的齿轮的自行车。这将为您提供更高的最高速度或更好的加速度。 (是的,这个项目必须使用齿轮,因为它在链条驱动方面给你更多的容忍度)尝试Craigslist,或者如果你的家人住在像我这样的农场,你可能只是问他们是否有一个闲逛的人。你也可以使用你已经拥有的自行车,或者如果所有其他方法都失败了,那就去转储区或废料场(只要确保它是合法的)。但是要小心。如果自行车已在外面停留一段时间,您可能需要进行一些维护和一般性调整。寻找一辆免费自行车可能是最容易的部分。现在在下一站,你可以一石二鸟。赔率是你的爸爸可能不像我的那样修理电动椅,但我猜你会在你居住的地方有一些医疗用品店(这不是医院,但他们经常是附属的)。一旦你找到一家医疗用品商店,你就去,并要求与服务技术人员交谈。向他们解释你在做什么,可能性是他们会给你一个电机和可能的电池,或者当他们进来时给你联系。我父亲是一名服务技术员,他们一直在使用旧电池和电机他们只是扔掉了,我有很多免费的电动马达和7个12v电动椅电池,都是免费的。这是迄今为止最好的去处,但如果你被拒绝,可以尝试一个废料场或转储你可能会发现的电机。 (再次,确保它是合法的)如果你有家人住在这个国家,请与他们交谈。他们通常有很多垃圾,你可以把电机拿出来。

第4步:加工轴承杯

我挑选的自行车已经有螺纹轴承杯,所以我很幸运。但是,如果你没有幸运,你将不得不加工你的杯子。我建议加工一些看起来很像我的东西,不接受螺纹,并用固定螺丝固定在底部支架上。

第5步:加工Jackshaft

由于每辆自行车都不同,您必须设计和加工自己的零件,但是传动轴应该非常通用。假设您购买了一个带有1/2直径中心孔的大型皮带轮,轴承和链轮,则需要从5/8英寸D型钢制圆形坯料开始。机器大约一英寸的一端到1/2直径。然后你需要测量轴承杯中2个轴承之间的距离,然后将其保持在5/8 D.然后将你的最后几英寸转到1/2 D.将5/8转到中心将防止千斤顶前后滑动。接下来,您需要为引脚钻孔。我建议在钻孔时使用V型块来固定千斤顶轴。这些孔完美排列非常重要。你使用的销的尺寸取决于你,并取决于轴的大小等。

第6步:修改您的链轮

如果您订购了与我相同的链轮,那么链轮对于您的自行车链条来说太宽了。这将要求您加工链轮。用面板工具将其夹在车床上,然后将其朝向,直到链轮宽度为.10英寸。然后将你的复合支架设置为10度并加工牙齿上的角度,使其与另一侧相匹配。

第7步:主驱动皮带轮

由于您获得与我的电机完全相同的几率非常小,所以这只是我如何加工我的指导。由于我的电机已经有一个中心针孔,我在一块1英寸D铝圆形坯料的内部钻到了适合轴上所需的精确尺寸。非常非常重要的是这个洞是ABSOULUTLEY而不是超大尺寸。如果是,你将不得不重新做这个部分。然后我钻了针孔,并将一端加工到.5英寸D以适合我必须加工的滑轮,但你可能只买一个。 (后来我意识到它说的滑轮的大小是外径,而不是内部,这是我认为的那样)

第8步:开始组装:Jackshaft

这是最激动人心的部分!这辆自行车终于开始走到了一起。去五金店购买你的滚针和固定螺丝,然后开始组装!这将需要您进行一些故障排除,但如果您正确加工了所有内容,那么它们应该完全融合在一起。

第9步:组装链传动

这是您需要断链工具的地方。你应该已经打破了链条,把它从自行车上取下来。现在您将链条设置为正常,正确穿过后拨链器并与后卡带上的中间链轮啮合。确保后拨链器处于正确的位置以便骑行,而不是全部成束或使用错误的齿轮。接下来,将两个链端并排放置,以便接近链条的正确长度。这是最难的部分。接下来,您将打破该链接中的链,确保您断开的链接将被网格化。注意:打破链条时,务必将销钉保持固定在链条的侧面!如果你不这样做,如果不是不可能将链条重新组合起来将是非常困难的。

步骤10:首次空载测试

这是您需要测试工艺的地方。没有什么比完成你全新的电动自行车更令人沮丧的了,当你第一次试运行时…它会抛出链条。这个测试非常重要。自行车应该倒置以允许后轮自由旋转,而自行车可能处于你想要的任何档位,但我建议最低。现在是棘手的部分。用一只手将电机稳固地向下靠在三角皮带上以提供张力。另一方面,将电机线连接到电池。如果一切都是正确和准确地加工,那么这个测试应该没问题。如果它没有并抛出链条,可能会出现一些问题。我遇到的一个是我的千斤顶链轮太宽,所以我不得不把它归档一点。如果你的皮带打滑,要么你有一个高传动比的方法,要么你没有在传动带上施加足够的张力。如果它不断抛出链条,你的链轮可能没有完美排列,并且必须重新加工一些零件。

步骤11:模拟电机安装座

接下来,你需要制作一个马达模型的马达安装,原因如下:纸板比金属便宜,你可以用刀切割它,你可以比金属更容易塑造它。如果你的自行车允许它,我建议像我一样将电机安装在座杆后面,这样它可以为你提供更多的电池空间,并保持电机(和大多数旋转部件)不受腿部影响。

第12步:电机安装 - 粗切

接下来,您需要使用纸板模型将设计布置在一块金属板上。将纸板放在金属板上,并使用一块磨刀石皂石尽可能准确地追踪它。然后你需要切掉坐骑。这是非常非常好吃的食人鱼。如果你不知道那是什么,它只是一把切割金属的巨型液压剪刀。它可以实现非常干净,精确的切割,非常适合切割支架的轮廓。然而,如果你没有其中之一,那么等离子切割机是下一个最好的东西,但是当切割这么厚的金属板时,会有相当多的渣,如果你不是很擅长它最后要进行相当多的磨削来清理它。当然,你也可以使用氧乙炔火炬或钢锯,但这两个都不是很好的选择。

步骤13:电机安装螺栓比赛步骤A.

这是您的电机安装中最重要的部分。这些是L型支架螺栓(如果有的话)和U型螺栓的比赛,以便它们可以在主板上上下滑动。既然您已经拥有纸板模型,那么这些模型的布局非常简单。只需将模型放在盘子上,然后将每个种族的两端打中心。然后你需要钻出每端的孔,这样你就会有四个洞。确保孔的尺寸合适,不要太大以至于螺母不能正确安装,但不能太小以至于螺栓无法穿过。由于我使用了3/8英寸的螺栓,我在钻头箱中挖了一下,直到找到一个我能找到的接近.4的螺栓。

步骤14:电机安装螺栓座圈步骤B.

现在你需要削减比赛。对于这一步,我考虑使用工厂,但出于很多原因决定反对它。但是,如果你有合适尺寸的立铣刀和正确尺寸的虎钳,我强烈建议铣出比赛。但是,我选择用等离子切割机切出比赛。使用一块角铁作为引导进行直线切割,等离子切割出螺栓的比赛。在此之后我的看起来并不漂亮,而你的可能也不会,所以将会有很多磨削。这些比赛尽可能干净是非常重要的,这样螺栓就能轻松滑动并锁紧。

步骤15:电机安装-L支架

注意:此步骤是可选的,取决于您的电机。我为我的马达安装了一个L支架,但后轮胎没有足够的间隙来使用它。如果可能的话,我推荐一个L支架给你的电机提供更多的支撑,但是如果不可能,那么只需使用U型螺栓即可。
接下来,您将需要一种适配器支架,它将连接到您的电机并在主安装板上下滑动以提供皮带张力。制作一个可以固定在电机前部的板,并稍微向侧面悬挂。然后取一个与电机平行的小矩形,并将螺栓固定在主安装板上。

步骤16:焊接在电机座上

现在,经过大量的喷砂处理和用钢丝刷一点时间后,我们就可以焊接了!确保您的接头清洁,没有生锈,油漆,污垢等。现在,由于您焊接两种不同厚度的金属,这种长焊接将特别具有挑战性。但是,如果你烧透它不是世界末日。当你运行这个珠子时,尽量不要一次焊接整个珠子。在一侧焊接,然后移动到另一侧以使金属冷却。另外,尽量将大部分热量引导到安装板上,尽可能使用最少的热量并保持良好的穿透力。如果有必要,你甚至可以运行一个非常小的珠子,伴随着一个更大,更热的珠子来连接2块金属。最后,我会使用一台MIG焊机,因为焊条很容易燃烧,而且我不太擅长TIG焊接。

步骤17:组装皮带传动装置

这一步是不言自明的。将V形皮带滑到两个皮带轮上,尽可能将其拉紧,然后拧紧所有螺栓。您可能会注意到的一件事是您的腰带会随着使用而伸展。这是我们进行可调安装的主要原因。您需要在使用过程中定期检查皮带张力,并根据需要进行调整。

步骤18:第二次空载测试

现在是时候进行第二次空载测试,测试你的电机安装和齿轮。将自行车放在最低档位,然后开始以全转速运转电机。如果支架保持(并且应该),则逐渐开始向上移动到最高档位。如果您添加了速度表,请记下它正在读取的速度(除非您将其安装在前轮上)并注意任何皮带打滑。这可能表示皮带松动或齿轮比率偏高。

第19步:电池安装

接下来是电池座。我希望你从医疗用品商店得到一套好的电池,但如果你没有,那么你只需购买一些。确保为他们提供匹配的配对和良好的充电器。接下来,制作一些纸板模型的电池。在空心纸板箱周围移动比使用两个30磅重的电池容易得多。一旦你完成了你的模型,找到一个安装它们的好地方。您需要将它们安装在尽可能低的位置,以使后轮具有更大的牵引力并降低重心。找到一个安装它们的好地方后,用角铁构建一个“托盘”,这样就可以用拉链或弹力绳固定电池并牢固固定。然后只需将托盘焊接到自行车车架即可。这些焊接需要很强,因为它们会支撑很多重量,所以你可以给予它们更多的支持。

步骤20:连接电机

到目前为止,你们中的一些人可能想知道,“电机控制在哪里?”好吧,没有一个,至少没有PWM控制器。既然您选择了带齿轮的自行车,那么电机控制所需的只需一个简单的开关。我从无线电小屋得到了一个10安培的单刀三掷开关。它有三个不同的位置:on1 off和on2。这将允许我在原理图中将on1设为12v,而on2为24,也在原理图中显示。两种不同的速度允许我以全转速或半转速运行电动机。这两种不同的电机速度和不同的齿轮应该可以提供各种巡航速度,因此无需昂贵的PWM控制器。
注意:电机接线有两种选择:3节电池和2节电池。每个人都有自己的优点和缺点。图1是接线选项1:三节电池。图2是接线选项2:2电池。 2电池选项是我正在使用的和我推荐的选项。

第21步:处女航和故障排除

这是迄今为止最好的一步!现在你终于完成了全新的电动自行车,现在是时候展示它了。打电话给你所有的朋友,举办派对,并参加新绿色车辆的处女航!不要忘记安全装备,特别是在第一次测试时!如果出现问题(可能会出现问题),你不想让你的大脑溢出整个沥青。此外,您应该为失败做好准备。您的自行车很可能无法正常工作。很多事情都可能发生,从轻微的断线到主要的齿轮比误算。最好进行此测试,您可以访问工具来解决出现的任何问题。现在当您遇到问题时,有几种简单的方法可以检测到它,如下表所示:
自行车没动:
断线
齿轮比要高
电池没电了
要诊断此问题,请拿起后轮并再次打开。如果轮胎旋转,那么你的齿轮比太高了。尝试更大的千斤顶滑轮,或减小电机皮带轮。这两个都会降低您的齿轮比并为您提供更大的扭矩,以便您可以移动。如果轮胎不旋转,这可能意味着断开的电线或电池没电。给电池充电并用电压表检查。他们应该在完全充电时输出大约26到27伏特。另外,用电压表检查连续性。断开连接电机的导线并将其重新连接到万用表的导线上。打开开关,如果读数为零,那么你就有一个完整的电路,问题出在你的电池上。
自行车变慢了:
齿轮比错误
为了诊断这个问题,再次拿起你的后轮。如果它比你的旋转速度快得多,那么你的传动比太高了,需要通过增加千斤顶皮带轮的尺寸或减小电机皮带轮的尺寸来固定。如果轮胎的旋转速度与您无负载时一样快,那么您可以通过减小千斤顶滑轮的尺寸或增加电机皮带轮的尺寸来提高传动比。

第22步:额外

这一步是为那些想要多一点,但也愿意超过100美元预算的人。您可能已经注意到,为了使该项目保持预算,我已经取消了速度控制器。这对我的项目来说不是必需的,因为所有的齿轮都能为您提供多种速度。然而,速度控制器肯定是有益的。我听说alltrax做得很好。
你也可以为自行车添加灯光和转向信号,但这本身就是一个完整的指导。
简单
有点复杂
太棒了!
转向灯
你也可以给自行车定制油漆工作
您还可以使用epilog激光切割机为您的自行车剪下贴花和贴纸。
Epilog激光切割机非常棒。如果我赢了其中之一,我可以做很多事情,从切出准确的模板到定制雕刻我的所有项目。如果我赢得了Epilog zing 16激光切割机,那么instructables社区可以期待更多令人惊叹的教练!

第23步:数学

是的,电动自行车的构造涉及很多数学,所以这里是我使用的和一些应该帮助你的公式。
首先,齿轮比计算器。这个公式可以在无负载情况下为您提供最高速度,因此请务必对负载进行一点补偿。
((R((pi * A)/(pi * B)))(C / D)(pi * E))*。000946969697其中R是电机的转速,A是电机皮带轮的直径,B是电机轴的直径滑轮,C是千斤顶链轮上的齿,D是后链轮上的齿(如果你的自行车有齿轮,最小速度使用最慢,最慢速度最慢).E是后轮的直径。
接下来是计算5/8英寸长度的千斤顶轴。假设轴承盖的外表面是底部支架的最大尺寸,请插入它们并用卡尺进行测量。我的测量值为2.817英寸。然后拆下轴承杯,将最远边的杯子插入轴承或其他坚硬表面。然后使用卡尺上的深度计从轴承内边缘到工作台进行测量。用两个杯子做这个。我得到了.591和.595的测量值。
然后将它们加在一起,并从最大尺寸中减去它们,以获得5/8英寸长度的千斤顶。我的1.631。
弄清楚轴承的尺寸非常简单,根本不需要数学。只需对杯子进行内径测量,并购买尽可能接近外径的轴承,并尽可能宽,最好在中心孔中使用.5。为了更准确,无论如何你要加工你的杯子,你也可以购买轴承然后加工杯子以适应它们。

入围决赛
第3届Epilog挑战赛