Велосипедный петух из пластика на 3d-принтере

В прошлом году, на очередной велосипедной покатущке в лесу и сломал крепление переключателя скоростей, так называемый 'петух'. Новая алюминиевая​ деталь стоит в районе 500 рублей, а ломается она относительно часто, если ты любитель кататься по лесу.

Вообще, петух - это расходник, который должен в непредвиденной ситуации принести себя в жертву, спасая переключатеь и раму.

На фото показан сам петух:Ну и я, как жлоб, решил разработать своё крепление, которое можно напечатать на принтере. Естесна, что из материалов у меня только пластик, у которого прочность ниже ниже чем у алюминия. Значит прочность будем делать эквивалентной или выше, изменяя геометрию петуха и увеличивая площадь рабочего сечения.

Нарисовал в solidworks крепление и начал заниматься исследованиями на прочность и оптимизацией в пакете solidworks simulation.

Граничные условия:

- фиксированная геометрия на верхних отверстиях;

- сила приложена на внутреннюю стенку отверстия с резьбой, куда вкручивается переключатель и направлена на 'разворачивание'. Я погуглил фото сломанных петухов и не показалось, что именно от такой силы они ломаются

- силу приложил 10 Н (сама сила значения не имеет т.к.. интересует только сравнение алюминиевого с пластиковым креплением)

Результаты расчета:

1 исследование: копия алюминиевого петуха. Материал: Д16Т. Запас прочности: 72 исследование: копия алюминиевого петуха, сделанная из пластика. Материал: ABS. Запас прочности: 2.2.После этого начал увеличивать площадь 'опасного' сечения. Также добавил тягу от петуха до отверстия крепления багажника для поперечной жесткости. Получил следующий результат:

3 исследование: усиленная версия. Материал: ABS. Запас прочности 17после чего я его распечатал из ABS 2 штуки (одну на запас), установил и поехал кататься. Надо сказать, что жесткость заметно ниже и переключения стали не такими четкими. Если говорить о прочности: катаясь пол-года с такой геометрией сломал его 3 раза

1) Переносил велосипед через высокий бордюр и зацепил его переключателем. (алюминиевый скорее всего бы погнулся)

2) Зимой попал в высокую колею и получилось, что всем весом упал на переключатель

3) На спуске с горы со скоростью около 35 км/ч по корням просто оторвало (хотя эксплуатировал его в худших условиях)

Заметил, что со временем видно слабое расслоение пластика в месте изменения толщины, в следствии больших выбраций. Последний петух с незначительными доработками печатался из PETG. По первым ощущениям, ведет он себя лучше в плане жесткости, а межслойная адгезия пластика должна пофиксить расслоение.

Вывод: результат считаю позитивным и переход на классический алюминиевый петух не планирую.