ТЕМА: Почему на правом и левом шатунах - разная резьба?

Итак, обычно все интуитивно понимают, что на шатунах сделана разная резьба, чтобы педали при движении не открутились.

Но обязательно с кем-то из новичков случается ситуация, когда необходимо отвернуть затянутые педали, но направление в каком это нужно делать, он не помнит.

Тогда новичок начинает рассуждать логически: "Если этот шатун вращается по часовой стрелке при движении, значит сама педаль вращается - против. Раз так, значит отворачивать педаль нужно в обратную сторону - по часовой стрелке." И навалившись всем весом на ключ горе-мастер приходит в себя в велосервисе, где ему метровым ключом откручивают педаль в противоположном направлении.


И тут в голове появляются всякие безумные теории. Начиная от того, что так сделано для того, чтобы заклинившая контактная педаль просто отвернулась бы, а не сломала ногу, заканчивая тем, что велопроизводители однажды "лоханулись" и теперь по-инерции повторяют вековую ошибку.

Ответ заключается в том, что сила трения качения в нормальном подшипнике крайне мала и превзойти силу трения скольжения в резьбе между шатуном и осью педали она не может. Кто не верит - попробуйте зажать педаль в дрель и привернуть её к шатуну.

Реально же при вращении педали действует ещё один совершенно неочевидный эффект. Эффект прецессии.
Дело в том, что в резьбовом соединении между осью педали и шатуном ВСЕГДА есть микролюфт. Ничтожно малый, но есть. Когда велосипедист давит на педаль , то ось очень сильно прижимается к стенке резьбы в шатуне.

Гипертрофировано это выглядит так:



Когда шатун вращается, велосипедист давит на педаль главным образом вниз. При этом люфт в резьбовом соединении - перемещается. Однако мы помним, что преодолеть силу трения качения намного легче, чем силу трения скольжения. Поэтому резьба оси как бы стремится катится внутри резьбы шатуна.
В каком направлении?

Легко понять из этой схемы:



Вот ещё красивая картинка из wiki:
upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3...nical_precession.gif
Красное - резьба шатуна. Синее - ось педали. Зелёная стрелка - переменное направление силы, которая прижимает ось к резьбе шатуна.

Обратите внимание, что резьба по резьбе НЕ ПРОСКАЛЬЗЫВАЕТ (как когда мы откручиваем или закручиваем педаль сами), одна резьба именно КАТИТСЯ внутри другой резьбы.
Если шатун вращается против часовой стрелки, то и ось стремится вращаться также против часовой стрелки.

Кто-то скажет: "но позвольте, ведь под весом велосипедиста резьбовое соединение должно немного перекашиваться, и если ближняя к педали часть резьбы прижимается вниз, то дальнюю, наоборот - прижимает вверх".
Всё верно! Дальняя часть резьбы прижимается вверх, но катится в том же направлении.
То есть если на схеме показана ближняя часть резьбы, которая катится по нижней части резьбы против часовой стрелки, смещаясь влево, то дальняя часть резьбы будет прижиматься вверх и смещаться вправо, катясь аналогично против частовой стрелки. Короче вся ось будет по чуть-чуть стремится повернуться.

Шелдон Браун, также подмечает необычность этого процесса:
"The right pedal has a normal thread, but the left pedal has a left (reverse) thread.
The reason for this is not obvious: The force from bearing friction would, in fact, tend to unscrew pedals threaded in this manner. The fact is, however, that it is not the bearing friction that makes pedals unscrew themselves, but a phenomenon called "precession".

You can demonstrate this to yourself by performing a simple experiment. Hold a pencil loosely in one fist, and move the end of it in a circle. You will see that the pencil, as it rubs against the inside of your fist, rotates in the opposite direction.

Ignorant people outside the bike industry sometimes make the astonishing discovery that the way it has been done for 100 years is "wrong." "Look at these fools, they go to the trouble of using a left thread on one pedal, then the bozos go and put the left thread on the wrong side! Shows that bicycle designers have no idea what they are doing...

Another popular theory of armchair engineers is that the threads are done this way so that, if the pedal bearing locks up, the pedal will unscrew itself instead of breaking the rider's ankle."

Вообще на современных велосипедах поменять местами шатуны довольно проблематично, поэтому обратный эксперимент затруднен. Но вот у унициклистов такой проблемы нет. Эффект соответствующий - педали с высокой степенью вероятности отвернуться. Почитать можно тут, например: www.unicycles.ru/viewtopic.php?f=3&t=4342


Означает ли это, что педали совсем не нужно затягивать? Вообще говоря - нет. Если подшипник педали плохой и под массой велосипедиста будет немного подклинивать, то педаль может начать отворачиваться. Именно поэтому эффект откручивающихся педалей появляется обычно на велосипедах низшей ценовой категории (со штатными педалями низкого качества). Но в общем случае - да, педаль стремится завернуться.

Спасибо Лёш, интересная статья.

Добавлю, что в каретке работает точно такой же механизм. Поэтому чашки каретки откручиваются также "нелогично" на первый взгляд - в ту же сторону, куда вращаются шатуны.

upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3...nical_precession.gif

Классный материал! Особенно за картинки спасибо!

о. данке шон. позволь уточнить: если у меня педальки из нормальной ценовой категории и прекрасно отходили пять сезонов, но за последний одна из них дважды открутилась, значит, пора заглянуть ей в подшипник?

Может и стоит.
На контактах катаешься или нет?

на топталках

Тогда странно, да.