畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）自行車內(nèi)三速變速器設(shè)計(jì)

1、x x 大 學(xué)本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）題目: 自行車內(nèi)三速變速器設(shè)計(jì) 姓名: xxx 專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)院: 機(jī)電與控制工程學(xué)院 學(xué)號(hào): xxxxxxxxx 指導(dǎo)教師: xxx 職稱： 教 授 2012 年 x月x日深圳大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），題目自行車內(nèi)三速變速器設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明。除此之外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 年

2、 月 日目錄【摘要】11.序言11.1自行車內(nèi)三速變速器的應(yīng)用與發(fā)展21.2研究的目的和意義31.3研究思路和方法32.內(nèi)三速結(jié)構(gòu)和變速原理32.1行星齒輪的傳動(dòng)比42.2自行車內(nèi)三速變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖52.3離合器十字撥塊結(jié)構(gòu)研究62.4均載機(jī)構(gòu)分析62.5減速工作原理62.6常速工作原理72.7增速工作原理72.8行星輪系的工作效率82.9總結(jié)表格93.內(nèi)三速變速器三維建模和動(dòng)作模擬93.1.1對(duì)內(nèi)三速變速器零件建模93.1.2用solidworks軟件對(duì)零件進(jìn)行裝配123.1.3說明153.2運(yùn)動(dòng)模擬153.2.1對(duì)行星輪系的仿真154.齒輪參數(shù)測(cè)量、計(jì)算和優(yōu)化184.1基于中心距、齒數(shù)、模

3、數(shù)、嚙合角，對(duì)各齒輪參數(shù)進(jìn)行計(jì)算184.2基于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)比范圍的初步選擇224.3基于原傳動(dòng)比，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度244.4對(duì)內(nèi)三速變速器的優(yōu)化255.研究總結(jié)27自行車內(nèi)三速變速器設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 xxx學(xué)號(hào)：xxxxxxxxx【摘要】人類自行車發(fā)展至今已有200多年的歷史，并隨著科學(xué)技術(shù)和人文精神等的發(fā)展，人類對(duì)自行車有更高的要求。在遇到上坡、下坡、平坦公路、柏油馬路以及凹凸不平的不良道路、冬季迎著寒風(fēng)騎車等不良騎行條件下，為了適應(yīng)騎車人的條件，不改變腳蹬上的踏力和踏速(腳瞪踏速)，只改變速比，從人體工程學(xué)角度出發(fā)，將人的力量最大限度地轉(zhuǎn)化為推力為

4、了達(dá)到這些要求，人類便在自行車上裝上一種變速裝置-內(nèi)三速變速器。并以最優(yōu)傳動(dòng)比，將人的踏力最大限度地轉(zhuǎn)化為推力。自行車內(nèi)三速變速器，是以行星齒輪系為變速主體，由外部的控制來進(jìn)行離合器與調(diào)速元件的作動(dòng)，來改變各檔位，從而獲得最后由軸皮筒輸出的加速、常速、減速變速。 本研究對(duì)已有內(nèi)三速變速器工作原理進(jìn)行分析，并計(jì)算其工作效率。深入研究時(shí)，對(duì)內(nèi)三速先進(jìn)行拆卸；再測(cè)量其各部件主要參數(shù)，用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維建模，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真；最后對(duì)內(nèi)三速變速器主要機(jī)構(gòu)-行星輪系中各齒輪進(jìn)行參數(shù)測(cè)量、計(jì)算和優(yōu)化，用經(jīng)優(yōu)化后的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在行星輪系體積和傳動(dòng)比相當(dāng)?shù)那疤嵯拢商岣咝行禽喯抵兄行妮喓托行驱X輪的抗彎

5、強(qiáng)度安全系數(shù)，中心輪提高4.05%、行星輪提高0.69%，達(dá)到優(yōu)化的效果。 【關(guān)鍵詞】自行車、騎行條件、人體工程學(xué)、內(nèi)三速變速器、行星齒輪、傳動(dòng)比1.序言自行車從發(fā)明時(shí)起至今已有200余年的歷史。經(jīng)過不斷地演變和改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)日趨合理，性能不斷改善。自行車無噪音、無污染、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、使用和維修方便，既能作為代步和運(yùn)載貨物的工具，又能用于體育鍛煉，因而為人們所廣泛使用。就是在汽車相當(dāng)普及的發(fā)達(dá)國(guó)家，自行車也很受歡迎。18世紀(jì)末，法國(guó)人西夫拉克發(fā)明了最早的自行車。這輛最早的自行車是木制的，其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，既沒有驅(qū)動(dòng)裝置，也沒有轉(zhuǎn)向裝置，騎車人靠雙腳用力蹬地前行，改變方面時(shí)也只能下車搬

6、動(dòng)車子。世界上第一批真正實(shí)用型的自行車出現(xiàn)于19世紀(jì)初。1817年，德國(guó)人德萊斯在法國(guó)巴黎發(fā)明了帶車把的木制兩輪自行車。這種自行車雖然仍舊用腳蹬才能前行，但是可以一邊前行一邊改變方向，它一問世便引起了人們的極大興趣。人類便進(jìn)入了自行車時(shí)代。10隨著科學(xué)技術(shù)和人類人文精神等的發(fā)展，人們對(duì)自行車的要求也越來越高。在外形美觀、傳動(dòng)速度等方面都在不斷的改良優(yōu)化。在1902年出現(xiàn)了第一輛變速自行車后，變速自行車開始發(fā)展，并在20世紀(jì)80年代開始流行。20世紀(jì)90年代，人們又基于外變速自行車，從外形美觀、保養(yǎng)等方面出發(fā)，發(fā)明了自行車內(nèi)變速器。自行車內(nèi)變速器最常見的便是自行車內(nèi)三速變速器。自行車內(nèi)三速變速器

7、，是以行星齒輪系為變速主體，由外部的控制來進(jìn)行離合器與調(diào)速元件的作動(dòng)，來改變各檔位，從而獲得最后由軸皮筒輸出的加速、常速、減速變速。自行車內(nèi)三速變速器安裝在自行車后軸上，消除了自行車后軸在運(yùn)行過程中的軸向擺動(dòng)現(xiàn)象,改善了自行車后軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性,并提高了使用的可靠性與安全性，同時(shí)可使自行車在外觀上有進(jìn)一步的改善。自行車內(nèi)三速變速器作為內(nèi)變速系統(tǒng)，變速主要裝置暗藏在軸皮筒內(nèi)部，經(jīng)過多層特殊密封材料保護(hù)，避免暴露在外界，因此雨水、灰塵、油垢等無法進(jìn)入、也避免了太陽的暴曬與風(fēng)雨等的侵蝕，故無需定期保養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)了免保養(yǎng)、精密、耐用、輕巧等優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到人們使用方便的效果?？傮w外觀如圖1所示。圖1 自行車后

8、軸內(nèi)三速變速器總體外觀1.1自行車內(nèi)三速變速器的應(yīng)用與發(fā)展自行車內(nèi)變速器裝置自誕生至今已有10年的歷史，在日本、美國(guó)及西歐國(guó)家等發(fā)達(dá)國(guó)家，內(nèi)變速器已經(jīng)非常普遍了（在日本超過50%的自行車是內(nèi)變速車）。在中國(guó)國(guó)內(nèi)，內(nèi)變速器也有較快的發(fā)展，目前，已有越來越多的人選擇內(nèi)變速自行車。1）國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展在日本、美國(guó)及西歐國(guó)家等發(fā)達(dá)國(guó)家，內(nèi)變速器已經(jīng)非常普及。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，內(nèi)變速器在外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制造材料等方面也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上越來越微型輕巧化、并且有由內(nèi)變速與外變速相結(jié)合的變速系統(tǒng)，簡(jiǎn)圖如圖2所示（美國(guó)sram公司產(chǎn)品之一）。也從內(nèi)三速變速發(fā)展到更多速變速；同時(shí)也采用了更

9、優(yōu)質(zhì)的材料進(jìn)行制造，在零件鋼度、強(qiáng)度及重量方面有很大的改善，使其在總體上達(dá)到質(zhì)量更好，重量更輕的效果。這方面在日本和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展得比較好，現(xiàn)在市面上比較常見的內(nèi)三速變速器品牌有主要有sram和shimano兩大品牌，分別是美國(guó)和日本的。圖2 內(nèi)、外變速相結(jié)合變速系統(tǒng)簡(jiǎn)圖（sram公司產(chǎn)品）2）國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展和日本和美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，中國(guó)國(guó)內(nèi)由于消費(fèi)者人文意識(shí)還不是很強(qiáng)烈，也未能體會(huì)到內(nèi)變速器的魅力，所以內(nèi)變速器在現(xiàn)階段還未普及，人們更多的是使用需保養(yǎng)、易損壞的外變速器，但隨著社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展，內(nèi)變速器會(huì)是人們最終的選擇。然而，國(guó)內(nèi)也有部分地區(qū)及企業(yè)已經(jīng)加速在內(nèi)變速器方面的研究，同時(shí)也

10、取得了較快的發(fā)展。捷安特等中國(guó)臺(tái)灣大型自行車品牌企業(yè)在內(nèi)變速器上做出巨大的貢獻(xiàn)，同時(shí)我國(guó)也有一部分科研學(xué)者已經(jīng)發(fā)明并申請(qǐng)了自行車內(nèi)變速系統(tǒng)的相關(guān)專利，為我國(guó)自行車內(nèi)變速系統(tǒng)做出重要貢獻(xiàn)。隨著人們的重視、及科學(xué)技術(shù)地不斷創(chuàng)新，內(nèi)變速系統(tǒng)會(huì)越來越普及。1.2研究的目的和意義當(dāng)今，社會(huì)發(fā)展已由工業(yè)社會(huì)向后工業(yè)社會(huì)、信息社會(huì)過渡，越來越重視“以人為本”、為人服務(wù)，因此，各機(jī)械零件的設(shè)計(jì)更應(yīng)強(qiáng)調(diào)從人自身出發(fā)，在以人為主體的前提下結(jié)合人們衣、食、住、行以及一切生活、生產(chǎn)活動(dòng)中的綜合習(xí)慣來研究設(shè)計(jì)。自行車內(nèi)三速變速器正是本著人體工程學(xué)，以人為本的前提下研究設(shè)計(jì)出的，因此，研究并設(shè)計(jì)自行車內(nèi)三速變速系統(tǒng)具有符

11、合人類需求、順應(yīng)時(shí)代發(fā)展等特點(diǎn)。時(shí)代的主題便是企業(yè)發(fā)展生存的主題。換而言之，自行車企業(yè)要屹立于競(jìng)爭(zhēng)如此之大的社會(huì)中，必須順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，以人為本，從而設(shè)計(jì)出更為人們所青睞的變速系統(tǒng)。無庸置疑，自行車企業(yè)應(yīng)加快發(fā)展自行車內(nèi)變速系統(tǒng)，提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。1.3研究思路和方法自行車內(nèi)三速變速器設(shè)計(jì)的研究方法、手段：1、 對(duì)某款自行車內(nèi)三速變速器進(jìn)行拆卸，分析其傳動(dòng)特征2、 用三維繪圖軟件進(jìn)行建模、裝配后仿真模擬3、 對(duì)內(nèi)三速變速器重要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)研究步驟：1、 拆卸并分析各零件2、 用測(cè)量工具測(cè)量各零件尺寸3、 用三維繪圖軟件進(jìn)行繪圖、裝配和模擬4、設(shè)計(jì)內(nèi)三速變速器重要零件2.內(nèi)三速結(jié)構(gòu)和變速原理 對(duì)

12、現(xiàn)在內(nèi)三速器變速機(jī)進(jìn)行拆卸，提取其主要部件：行星輪系。由于內(nèi)三速變速器的主要變速原理是由行星輪系實(shí)現(xiàn)的，則對(duì)內(nèi)三速的變速原理的研究轉(zhuǎn)化為對(duì)行星輪系的變速研究。2.1行星齒輪的傳動(dòng)比行星齒輪系為周轉(zhuǎn)輪系，故其傳動(dòng)比不能直接用定軸輪系傳動(dòng)比的求法來計(jì)算。為方便計(jì)算其傳動(dòng)比，可根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理，給整個(gè)行星齒輪系加上一個(gè)公共角速度“-wh”（wh為行星齒輪系中行星架的角速度），則此時(shí)，行星架的角速度為wh-wh=0（即行星架“靜止不動(dòng)”）,如圖3、圖4。因此，周轉(zhuǎn)輪系轉(zhuǎn)化成了定軸輪系。1圖3 加上公共角速度“-wh”的行星輪系圖4 行星輪系簡(jiǎn)圖當(dāng)整個(gè)行星齒輪系加上公共角速度“-wh”后，其各個(gè)構(gòu)件的角

13、速度變化如表1所示。表1 各構(gòu)件角速度變化構(gòu)件原來角速度后來角速度齒輪1w1w1h=w1-wh齒輪2w2w2h=w2-wh齒輪3w3w3h=w3-wh行星架hwhwh-wh=0于是，轉(zhuǎn)化輪系的傳動(dòng)比式中“-”號(hào)表示在轉(zhuǎn)化輪系中輪1與輪3的轉(zhuǎn)向相反，即w1h與w3h的方向相反。因?yàn)榇舜窝芯康膬?nèi)三速變速器中行星齒輪系中，中心輪是固定的，則w1=0，故有，則3，且采用行星架和內(nèi)齒輪聯(lián)合浮動(dòng)，符合以上結(jié)論，可較好地補(bǔ)償行星輪和行星軸孔的偏心誤差，且可達(dá)到取消支承面簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，對(duì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)尤其有利的作用。2.5減速工作原理 離合器處于最右端狀態(tài)，如圖7所示。此時(shí)，離合器的十字撥塊和千斤ii位于垂直于軸線的同

14、一平面內(nèi)，剛好碰到千斤ii的尾部凸起，將千斤ii與軸皮筒棘輪的嚙合脫開。所以，當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，十字撥塊被帶動(dòng)轉(zhuǎn)起，千斤ii不起作用，而鏈輪將運(yùn)動(dòng)傳給中心內(nèi)齒輪（千斤i與內(nèi)齒圈作用），此時(shí)，行星輪系是以內(nèi)齒輪為輸入，行星架為輸出的，最后，由行星架將運(yùn)動(dòng)傳給千斤iii，千斤iii與軸皮筒棘輪作用，使其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推動(dòng)車輪行駛。此傳動(dòng)過程，可由（1）得，wh=w3=0.733w3，則為減速行駛。圖7 變速器減速時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.6常速工作原理撥動(dòng)手撳撥把，便將頂針向左推動(dòng)，于是離合器十字撥塊向左移動(dòng)并與千斤ii脫開，如圖8所示。此時(shí)，鏈輪將運(yùn)動(dòng)直接傳給中心內(nèi)齒輪，內(nèi)齒輪上的千斤ii隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)速與內(nèi)齒輪相

15、等，這時(shí)千斤ii與軸皮筒棘輪作用，使其轉(zhuǎn)動(dòng)；與此同時(shí)，由于內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，仍會(huì)帶動(dòng)行星齒輪作行星運(yùn)動(dòng)，并且將運(yùn)動(dòng)通過行星架傳給千斤iii，千斤iii的轉(zhuǎn)速與行星架轉(zhuǎn)速相等，由式（1）可知，行星架轉(zhuǎn)速小于內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)速，則千斤iii的轉(zhuǎn)速小于千斤ii的轉(zhuǎn)速，即千斤iii的相對(duì)于軸皮筒棘輪在往打滑方向轉(zhuǎn)動(dòng)（發(fā)出“嗒嗒”的撞擊聲），與軸皮筒棘輪無作用關(guān)系。綜上所述，此進(jìn)程是千斤ii與軸皮筒棘輪作用而使其轉(zhuǎn)動(dòng)，即為由內(nèi)齒輪輸入，內(nèi)齒輪輸出，為常速。圖8 變速器常速時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.7增速工作原理撥動(dòng)手撳撥把，再將頂針向左推動(dòng)，此時(shí)離合器十字撥塊被推到最左端，且十字撥塊剛好嵌入到行星架上相應(yīng)的溝槽中，如圖9所示。

16、當(dāng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，十字撥塊也被帶動(dòng)轉(zhuǎn)起來，它又帶動(dòng)行星架，千斤iii隨著行星架轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與行星架相等；與此同時(shí)，由于行星架的轉(zhuǎn)動(dòng)，將帶動(dòng)行星齒輪作行星運(yùn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)中心內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，裝在內(nèi)齒輪上的千斤ii也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，其速度也內(nèi)齒輪相等。由式（2）可知，以行星架為輸入、內(nèi)齒輪為輸出時(shí)，w3=wh=1.364wh，內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)速大于行星架轉(zhuǎn)速，即千斤ii的轉(zhuǎn)速大于千斤iii的轉(zhuǎn)速，故千斤iii的相對(duì)于軸皮筒棘輪在往打滑方向轉(zhuǎn)動(dòng)（發(fā)出“嗒嗒”的撞擊聲），與軸皮筒棘輪無作用關(guān)系。綜上所述，此進(jìn)程是千斤ii與軸皮筒棘輪作用而使其轉(zhuǎn)動(dòng)，即為由行星架輸入，內(nèi)齒輪輸出，為增速。圖9 變速器增速時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2.8行星輪系的工作

17、效率查齒輪手冊(cè)可得2z-x類ngw型的行星輪系傳動(dòng)效率計(jì)算式，如下表2表2 2z-x類ngw型的行星輪系傳動(dòng)效率固定件主動(dòng)件從動(dòng)件轉(zhuǎn)向傳動(dòng)效率中心輪行星架內(nèi)齒輪同向增速內(nèi)齒輪行星架同向減速 式中，為轉(zhuǎn)化輪系的效率，查齒輪手冊(cè)，可取 則當(dāng)主動(dòng)件為行星架、從動(dòng)件為內(nèi)齒輪時(shí)，傳動(dòng)效率為 當(dāng)主動(dòng)件為內(nèi)齒輪、從動(dòng)件為行星架時(shí)，傳動(dòng)效率為2.9總結(jié)表格 如表3所示表3 內(nèi)三速變速器減、常、增速情況減速常速增速運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件內(nèi)齒輪3內(nèi)齒輪3行星架h運(yùn)動(dòng)輸出構(gòu)件行星架h內(nèi)齒輪3內(nèi)齒輪3千斤iii嚙合打滑打滑千斤ii脫開嚙合嚙合嚙合傳動(dòng)比i0.73311.3643.內(nèi)三速變速器三維建模和動(dòng)作模擬 對(duì)現(xiàn)有的內(nèi)三速變

18、速器進(jìn)行拆卸，把各主要部件的主要尺寸測(cè)量出，并用solidworks軟件進(jìn)行三維模型建立，并進(jìn)行裝配，最后進(jìn)行協(xié)作模擬，于實(shí)體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真比較。3.1.1對(duì)內(nèi)三速變速器零件建模 1、中心軸、離合器的建模。先由solidworks設(shè)計(jì)庫導(dǎo)入齒數(shù)z1=16、模數(shù)m=0.8等相應(yīng)參數(shù)的外齒輪，并通過拉伸步驟，建立中心軸模型；通過拉伸、切除、陣列步驟，建立離合器模型，如圖10所示。圖10 中心軸（含中心齒輪）、離合器 2、內(nèi)齒輪、棘爪及其軸的建模。先由solidworks設(shè)計(jì)庫導(dǎo)入齒數(shù)z3=44、模數(shù)m=0.8等相應(yīng)參數(shù)的內(nèi)齒輪，并通過拉伸、切除步驟，建立內(nèi)齒輪模型，如圖11。通過拉伸切除步驟，建立

19、棘爪及其軸的模型，如圖12。 圖11 內(nèi)齒輪 圖12 棘爪及其軸 3、行星架、行星齒輪、行星齒輪軸及行星架棘爪、棘爪軸的建模。行星齒輪是由solidworks設(shè)計(jì)庫導(dǎo)入齒數(shù)z2=13、模數(shù)m=0.8等相應(yīng)參數(shù)的外齒輪；行星架、棘爪、軸是通過拉伸、切除、陣列等步驟建立而成的模型。所有零件圖模型如圖13所示。圖13 行星架、行星齒輪、行星齒輪軸及行星架棘爪及其軸4、 鏈輪、鏈輪連接件、鏈輪棘爪及其軸的建模。鏈輪是由solidworks設(shè)計(jì)庫導(dǎo)入的相應(yīng)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)件；鏈輪連接件、鏈輪棘爪及其軸都是通過拉伸、切除、陣列等步驟建立而成的模型。所有零件圖模型如圖14所示。圖14 鏈輪、鏈輪連接件、鏈輪棘爪及

20、其軸5、花鼓的建模。通過拉伸、切除、陣列等步驟建立花鼓模型，模型如圖15所示。圖15 花鼓 6、總體零件介紹見視頻“總體零件介紹.avi”。相關(guān)圖片如圖16所示。圖16 所有零件介紹圖3.1.2用solidworks軟件對(duì)零件進(jìn)行裝配 1、中心軸與離合器的配合。對(duì)中心軸、離合器進(jìn)行同軸心的配合，實(shí)物圖與solidworks中模型圖的對(duì)比如圖17所示。圖17 中心軸與離合器配合實(shí)物與模型的對(duì)比 2、內(nèi)齒輪與棘爪的配合。軸、棘爪孔與內(nèi)齒輪上相應(yīng)的孔進(jìn)行同軸心配合，軸底面與內(nèi)齒輪孔底面進(jìn)行重合配合，棘爪面與內(nèi)齒輪槽面重合配合，實(shí)物圖與模型圖的對(duì)比如圖18所示。圖18 內(nèi)齒輪與棘爪配合實(shí)物與模型的對(duì)比

21、 3、行星架與行星齒輪、棘爪的配合。齒輪軸、行星齒輪孔、行星架相應(yīng)孔進(jìn)行同軸心配合，棘爪軸、棘爪孔、行星架相應(yīng)孔進(jìn)行同軸心配合，軸底面與行星架相應(yīng)底面重合配合，行星齒輪底面與行星架相應(yīng)槽面重合配合，棘爪面與行星架相應(yīng)槽面重合配合，實(shí)物圖與模型圖的對(duì)比如圖19所示。圖19 行星架與行星齒輪、棘爪配合實(shí)物與模型的對(duì)比 4、中心軸、行星架、內(nèi)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)配合。行星架、內(nèi)齒輪、中心軸進(jìn)行同軸心配合，實(shí)物圖與模型圖的對(duì)比如圖20所示。圖20 行星輪系配合實(shí)物與模型的對(duì)比5、 行星輪系的機(jī)械配合。中心軸、行星架、內(nèi)齒輪的標(biāo)準(zhǔn)配合后，在裝配圖上切除一部分，以便觀察齒輪間的配合關(guān)系，如圖21所示。內(nèi)齒輪與行星齒

22、輪進(jìn)行齒輪的機(jī)械配合，行星齒輪與中心齒輪進(jìn)行齒輪的機(jī)械配合，并在參數(shù)設(shè)定中設(shè)定相應(yīng)的傳動(dòng)比。圖21 行星輪系剖面圖 6、鏈輪、鏈輪連接器、棘爪的配合。鏈輪與鏈輪連接器同軸心配合，鏈輪面與連接器相應(yīng)面重合配合，軸、棘爪孔與連接器上相應(yīng)孔同軸心配合，棘爪面與連接器相應(yīng)面重合配合，軸底面與相應(yīng)孔底面重合配合，實(shí)物圖與模型圖的對(duì)比如圖22所示。圖22 鏈輪配合實(shí)物與模型的對(duì)比 7、整體裝配圖。把花鼓與其他各裝配體同軸心配合，實(shí)物圖與模型的對(duì)比如圖23所示。整體裝配體剖面圖如圖24所示。圖23 整體裝配實(shí)物圖與模型圖的對(duì)比圖24 整體裝配體剖面圖8、裝配體的爆炸視圖。相關(guān)圖片如圖25所示，具體見“總裝配

23、體爆炸動(dòng)畫.avi”。圖25 裝配體的爆炸視圖3.1.3說明 本研究中的內(nèi)三速變速器零部件共有三個(gè)千斤，因其形狀不規(guī)則，如圖26所示，難以用solidworks表達(dá)，考慮到千斤作用效果與棘輪棘爪相似，為方便研究（在solidworks中易表達(dá)），便用棘爪代替千斤，如圖27所示。圖26 千斤實(shí)物圖圖27 棘爪模型圖3.2運(yùn)動(dòng)模擬3.2.1對(duì)行星輪系的仿真在solidworks中打開行星輪系裝配體，并在solidworks中打開運(yùn)動(dòng)算例欄，進(jìn)行行星輪系的仿真運(yùn)動(dòng)。為了明顯地觀察出行星輪系運(yùn)動(dòng)進(jìn)程中其變速傳動(dòng)，分別給行星架和內(nèi)齒輪配合上一小圓桿，并在開始運(yùn)動(dòng)前，把兩小圓桿調(diào)到重合處（從中心軸底面上看

24、），如圖28所示。圖28 行星輪系的仿真為了計(jì)算仿真過程中的傳動(dòng)比，在中心軸底面加上一分度盤，如圖29。圖29 行星輪系加分度盤1 行星架輸入，內(nèi)齒輪輸出的運(yùn)動(dòng)仿真。在solidworks中打開運(yùn)動(dòng)算例欄，并選擇馬達(dá)選項(xiàng)，給行星架加上旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，并設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，如圖30所示。圖30 旋轉(zhuǎn)馬達(dá)參數(shù)確定之后便可觀察到行星輪系相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)情況（具體見視頻“行星輪系運(yùn)動(dòng).flv”）。運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后，行星架及內(nèi)齒輪位置變化圖如圖31所示。圖31 行星輪系運(yùn)動(dòng)后位置圖由圖可見，行星輪系在一定時(shí)間內(nèi)，行星架轉(zhuǎn)過1100，而內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)過1500，故，其傳動(dòng)比為加速傳動(dòng)，與理論計(jì)算值完全相符。2 內(nèi)齒輪輸入，行星架

25、輸出的運(yùn)動(dòng)仿真。在solidworks中打開運(yùn)動(dòng)算例欄，并選擇馬達(dá)選項(xiàng)，給內(nèi)齒輪加上旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，并設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，如圖32所示。圖32 旋轉(zhuǎn)馬達(dá)參數(shù)確定之后便可觀察到行星輪系相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)情況。運(yùn)動(dòng)一定時(shí)間后，行星架及內(nèi)齒輪位置變化圖如上圖圖30所示。由圖可見，行星輪系在一定時(shí)間內(nèi)，內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)過1500，而行星架轉(zhuǎn)過1100，故，其傳動(dòng)比為減速傳動(dòng)，與理論計(jì)算值完全相符。3 總體情況見視頻“行星輪系運(yùn)動(dòng)總情況.flv”。4.齒輪參數(shù)測(cè)量、計(jì)算和優(yōu)化 由以上研究可知，內(nèi)三速變速器主要機(jī)構(gòu)為行星齒輪機(jī)構(gòu)，則對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)中各齒輪進(jìn)行參數(shù)測(cè)量、計(jì)算。最后，再根據(jù)已有的參數(shù)，對(duì)行星輪系進(jìn)行強(qiáng)度優(yōu)化。4.1基于

26、中心距、齒數(shù)、模數(shù)、嚙合角，對(duì)各齒輪參數(shù)進(jìn)行計(jì)算1、 對(duì)各齒輪可測(cè)量參數(shù)的測(cè)量 中心輪、行星輪、內(nèi)齒輪齒數(shù)如表4；其他參數(shù)如表5。表4 各齒輪齒數(shù)z1z2z3161344表5 中心輪、行星輪、內(nèi)齒輪的齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df、中心距（行星輪與中心輪）參數(shù)da1（mm)da2（mm)da3（mm)df1（mm)df2（mm)df3（mm)2a，(mm)次數(shù)113.511.633.19.97.53423.5213.911.53310.17.833.823.731411.433.210.07.234.223.6平均13.811.533.110.07.53423.62、 計(jì)算齒輪的模數(shù)m由z1=

27、16、z2=13（小于zmin=17）可知，在大批量生產(chǎn)條件下，制造中心齒輪z1和行星齒輪z2需采用變位修正法，從而避免發(fā)生根切現(xiàn)象。查閱齒輪手冊(cè)等相關(guān)資料得知，行星齒輪系中，為提高中心齒輪與行星齒輪的強(qiáng)度（因其齒數(shù)較小），大多數(shù)情況下采用變位修正法制造，且為正變位法，同時(shí)，因內(nèi)齒輪齒數(shù)較大，常采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。因此，可得出以下結(jié)論：該行星輪系中的中心齒輪、行星齒輪是正變位齒輪，內(nèi)齒輪是標(biāo)準(zhǔn)齒輪。當(dāng)內(nèi)齒輪是標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則有3=200da3=（z3-2ha*-2c*)m式中ha*為齒頂高系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)齒輪取1）、c*為頂隙系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)齒輪取0.25）。代入上式，得m3=0.798mm查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圓柱齒輪

28、標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列表可行，m3取0.8。由嚙合條件可知，齒輪z1、z2、z3的模數(shù)及壓力角應(yīng)都相等，則有m=m1=m2=m3=0.8mm3、 確定嚙合角由于行星輪系中，中心輪與行星輪的實(shí)際中心距和內(nèi)齒輪與行星輪的實(shí)際中心距應(yīng)相等，又則；，又則可得查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可分配，則可根據(jù)上式算出。則嚙合角，。4、無側(cè)隙嚙合檢驗(yàn)無側(cè)隙嚙合時(shí)：s1=e2 ，s2= e1，故有：p s1+ e1 = s2 + e2= s1+ s2，式中s為嚙合處齒厚、e為嚙合處齒槽寬、p為嚙合處齒距。即，當(dāng)p s1+ s2時(shí)，可證明變位齒輪為無側(cè)隙嚙合?？汕髉=又s1= s1r1/r1 -2r1(inv-inv)s2= s2r2/

29、r2 -2r2(inv-inv) ri/ri( rbi/cos)/(rbi/cos) cos/cos（i =1,2） 則 測(cè)量可得s1=1.44、s2=1.35,且嚙合角=26.540。則可得，ps1+ s2，故此嚙合為無側(cè)隙嚙合。5、確定變位系數(shù)和由無側(cè)隙嚙合條件可得無則隙嚙合方程則變位系數(shù)和 6、計(jì)算中心距變動(dòng)系數(shù)y和齒頂高降低系數(shù)yy=（a,-a）/m=（11.8-11.6）/0.8=0.25y=（x1+x2）-y=0.64-0.25=0.397、分配中心齒輪和行星齒輪的變位系數(shù)x1和x2行星齒輪的主要失效形式為齒根斷裂，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及齒輪手冊(cè)得，主要失效形式為斷裂的齒輪變位系數(shù)分配如

30、下：主動(dòng)輪因?yàn)榇藘?nèi)三速變速器是中心輪固定，則，其中則行星齒輪的變位系數(shù)中心輪變位系數(shù)x1=0.64-0.339=0.301明顯得，x1x2，故為不等變位齒輪傳動(dòng)，且x1+x20，則其為正傳動(dòng)。由兩齒輪不產(chǎn)生根切的條件：又0.3011*（17-16）/17=0.0590.3391*(17-13)/17=0.235故中心齒輪、行星齒輪變位避免了根切，也加強(qiáng)齒輪嚙合的強(qiáng)度。8、計(jì)算齒輪的幾何尺寸齒輪嚙合后節(jié)圓直徑：d1,=d1cos/cos,=0.8*16*cos200/cos26.540=13.44mm d2,=d2cos/cos,=0.8*13*cos200/cos26.540=10.92mm

31、d3=mz3=0.8*44=35.2mm 齒頂高：ha1=(ha*+x1-y)m=(1+0.301-0.39)*0.8=0.73mm ha2=(ha*+x2-y)m=(1+0.339-0.39)*0.8=0.76mm ha3=ha*m=1*0.8=0.8mm 齒根高：hf1=(ha*+c*-x1)m=(1+0.25-0.301)*0.8=0.76mm hf2=(ha*+c*-x2)m=(1+0.25-0.339)*0.8=0.73mm hf3=(ha*+c)m=(1+0.25)*0.8=1mm 齒頂圓直徑：da1=d1+2ha1=0.8*16+2*0.73=14.26mm da2=d2+2ha

32、2=0.8*13+2*0.76=11.92mm da3=d3-2hf3=35.2-2*1=33.2mm 齒根圓直徑：df1=d1-2hf1=0.8*16-2*0.76=11.28mm df2=d2-2hf2=0.8*13-2*0.73=8.94mm df3=d3+2ha3=35.2+2*0.8=36.8mm則行星輪系中中心輪、行星輪、內(nèi)齒輪各參數(shù)如表6所示：表6 行星輪系中中心輪、行星輪、內(nèi)齒輪各參數(shù)名稱符號(hào)中心輪z1行星輪z2內(nèi)齒輪z3變位系數(shù)x0.3010.3390節(jié)圓直徑d，(d)/mm13.4410.9235.2齒頂高h(yuǎn)a/mm0.730.760.8齒根高h(yuǎn)f/mm0.760.731齒

33、頂圓直徑da/mm14.2811.9233.2齒根圓直徑df/mm11.288.9436.8中心距a，/mm（z1、z2）a，=11.8mm（z2、z3）a，=11.8mm中心距變動(dòng)系數(shù)y（z1、z2）y=0.25齒頂高降低系數(shù)y（z1、z2）y=0.399、說明 由表5中數(shù)據(jù)與表中測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比，有微小差異，但大致相同，這是由于測(cè)量過程中存在誤差造成的。4.2基于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，對(duì)行星齒輪傳動(dòng)比范圍的初步選擇1、 初選行星齒輪傳動(dòng)比范圍由于本研究中的行星輪系是ngw型的，查齒輪手冊(cè)可得，其傳動(dòng)比范圍為1.1313.7。則初選行星齒輪的傳動(dòng)比為、，對(duì)比其相應(yīng)的齒輪強(qiáng)度為確定行星齒輪傳動(dòng)比。2、 確定不

34、同傳動(dòng)比對(duì)應(yīng)的各齒輪齒數(shù)（基于行星輪個(gè)數(shù)為k=4，內(nèi)齒輪齒數(shù)z3=44）1 由于，且由行星齒輪裝配條件可知（k=4），n必須為整數(shù)則（x為整數(shù)），則z1必須為4的倍數(shù)。當(dāng)傳動(dòng)比i=（或約為）時(shí)，取z1=20。 計(jì)算行星輪齒數(shù)，。配齒結(jié)果：z1=20、z2=12、z3=44。2 傳動(dòng)比i=（或約為）時(shí)，同理可得配齒結(jié)果：z1=16、z2=14、z3=44。3 傳動(dòng)比i=（或約為）時(shí)，同理可得配齒結(jié)果：z1=12、z2=16、z3=44。3、 齒輪的主要參數(shù)計(jì)算公式外嚙合時(shí) 中心輪彎曲應(yīng)力（） 行星齒輪彎曲應(yīng)力4、 對(duì)比不同傳動(dòng)比下，外嚙合齒輪齒根彎曲應(yīng)力1 i=（或約為）時(shí)，z1=20、z2=1

35、1，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得z1、z2齒形系數(shù)yf與應(yīng)力校正系數(shù)ys相應(yīng)的值yf1=2.80，ys1=1.55；yf2=3.63，ys2=1.44。此時(shí)，z1齒根彎曲應(yīng)力則z2齒根彎曲應(yīng)力2 i=（或約為）時(shí)，z1=16、z2=14，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得z1、z2齒形系數(shù)yf與應(yīng)力校正系數(shù)ys相應(yīng)的值yf1=3.05，ys1=1.51；yf2=3.14，ys2=1.455。此時(shí)，z1齒根彎曲應(yīng)力則z2齒根彎曲應(yīng)力3 i=（或約為）時(shí)，z1=12、z2=16，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得z1、z2齒形系數(shù)yf與應(yīng)力校正系數(shù)ys相應(yīng)的值yf1=3.54，ys1=1.45，yf2=3.05，ys2=1.51。此時(shí)，z

36、1齒根彎曲應(yīng)力則z2齒根彎曲應(yīng)力 綜上，對(duì)比之下，當(dāng)傳動(dòng)比i=（或約為）時(shí)，行星輪齒根彎曲應(yīng)力最小，中心輪齒根彎曲應(yīng)力也相對(duì)較小，且各齒輪齒數(shù)適中，則在體積相當(dāng)且齒輪模數(shù)一樣的情況下，傳動(dòng)比i=（或約為）為最佳傳動(dòng)比。4.3基于原傳動(dòng)比，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度由之上研究可知，當(dāng)行星齒輪為標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，各齒輪齒數(shù)應(yīng)為z1=16、z2=14、z3=44；當(dāng)行星辦輪為變位齒輪時(shí)，各齒輪齒數(shù)應(yīng)為z1=16、z2=13、z3=44，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)齒輪與變位齒輪的傳動(dòng)，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。1、外嚙合 中心輪彎曲應(yīng)力（） 行星齒輪彎曲應(yīng)力 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得，z1、z2（標(biāo)準(zhǔn)齒輪）的齒形系數(shù)與應(yīng)力修正系

37、數(shù)對(duì)應(yīng)值如下：、；、則 z1、z2（變位齒輪：x1=0.301、x2=0.339）的齒形系數(shù)與應(yīng)力修正系數(shù)對(duì)應(yīng)值如下：、；、則 明顯，當(dāng)z1、z2變位時(shí)，其所受的彎曲應(yīng)力、都比標(biāo)準(zhǔn)齒輪小，又安全系數(shù) 即變位時(shí)，z1、z2抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)、都比不變位時(shí)大。且變位z1抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)比不變位z1抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)大1.3%；變位z2抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)比不變位z2抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)大0.44%。故，采用變位齒輪可提高齒輪傳動(dòng)時(shí)的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。以上各式中代號(hào)說明如表7：表7 齒輪主要計(jì)算參數(shù)代號(hào)名稱代號(hào)名稱ka使用系數(shù)yx尺寸系數(shù)khp行星輪間載荷分配系數(shù)d齒寬系數(shù)kh綜合系數(shù)flim彎曲疲勞強(qiáng)度極限k

38、td算式系數(shù)hlim接觸疲勞強(qiáng)度極限kfp行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)ukv動(dòng)載荷系數(shù)ftft=2t/dkf齒向載荷分布系數(shù)t轉(zhuǎn)矩kf齒間載荷分配系數(shù)yf齒形系數(shù)yst試驗(yàn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)ys應(yīng)力校正系數(shù)ynt彎曲壽命系數(shù)bb=dd齒根圓角敏感系數(shù)2、內(nèi)嚙合由于內(nèi)齒輪采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則不進(jìn)行對(duì)比。4.4對(duì)內(nèi)三速變速器的優(yōu)化由前本對(duì)實(shí)體內(nèi)三速變速器的研究可知此內(nèi)三速變速器的主要機(jī)構(gòu)（行星輪系）的主要參數(shù)，由于行星齒輪與中心輪都采用變位齒輪，在加工過程中可能需改變刀具（非標(biāo)準(zhǔn)刀具），制造成本則會(huì)上升。基于此，對(duì)內(nèi)三速變速器進(jìn)行優(yōu)化，在不降低其強(qiáng)度、不大尺度增大整體外型尺寸的基礎(chǔ)下，使行星輪系中各齒輪盡

39、量采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。取z1=17，又，則。取、行星輪數(shù)k=4，由裝配條件可知（整數(shù)）滿足條件。計(jì)算行星齒輪齒數(shù)則z1=17、z2=17、z3=51，且傳動(dòng)比。任取模數(shù)m=0.8，由于內(nèi)齒輪的尺寸直接影響行星輪系的尺寸，從而影響內(nèi)三速變速器的尺寸，則應(yīng)對(duì)比內(nèi)齒輪在的尺寸。當(dāng)z3=44時(shí)，內(nèi)齒輪分度圓直徑d3=0.8*44=35.2mm；當(dāng)z3=51時(shí)，內(nèi)齒輪分度圓直徑d3,=0.8*51=40.8mm。顯然，兩者分度圓尺寸差距只有0.56mm，對(duì)整體尺寸影響可忽略不計(jì)。對(duì)比優(yōu)化后（z1=17、z2=17、z3=51）行星輪系中各齒輪與原行星輪系中各齒輪（z1=16、z2=13、z3=44）的齒根彎曲

40、強(qiáng)度。各齒輪的齒形系數(shù)與應(yīng)力修正系數(shù)對(duì)應(yīng)值如表8表8 各齒輪齒形系數(shù)與應(yīng)力修正系數(shù)外齒輪內(nèi)齒輪變位齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒數(shù)13（x2=0.339)16（x1=0.301)174451yf3.053.032.972.0532.053ys1.541.501.522.652.65由式（4）可得各齒輪齒根彎曲應(yīng)力（）1 z1=13且變位系數(shù)x1=0.301時(shí)，齒根彎曲應(yīng)力2 z2=16且變位系數(shù)x1=0.339時(shí)，齒根彎曲應(yīng)力3 z3=44且為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)齒輪時(shí)，齒根彎曲應(yīng)力4 z1，=z2，=17且為標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí)，齒根彎曲應(yīng)力5 z3=51且為標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)齒輪時(shí)，齒根彎曲應(yīng)力 由于k、ft、b、m等其他參數(shù)都一樣，則可對(duì)

41、比優(yōu)化后與優(yōu)化前各齒輪齒根彎曲應(yīng)力。明顯得，優(yōu)化后中心輪與行星輪的齒根彎曲應(yīng)力都比原來的小，內(nèi)齒輪則沒變。又安全系數(shù)參數(shù)都一樣。則優(yōu)化后z1、z2抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)、都比原來的大，優(yōu)化后z1抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)比優(yōu)化前z1抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)大4.05%；優(yōu)化后z2抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)比優(yōu)化前z2抗彎強(qiáng)度安全系數(shù)大0.69%；z3無明顯變化。故，優(yōu)化后可提高齒輪傳動(dòng)時(shí)的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。綜上所述，把原內(nèi)三速變速器優(yōu)為z1=17、z2=17、z3=51（模數(shù)m不變，仍為0.8）后，齒輪傳動(dòng)時(shí)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度增加，整體尺寸也無明顯變大。傳動(dòng)比i=1.333略小于原來的i=1.364，但這可通過略改變鏈輪的傳動(dòng)來

42、調(diào)整整體傳動(dòng)比不變。5.研究總結(jié)本文是對(duì)已知自行車內(nèi)三速變速器進(jìn)行研究。先進(jìn)行內(nèi)三速變速器的拆卸，對(duì)其工作原理進(jìn)行研究；再用solidworks等三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)其進(jìn)行三維建模、運(yùn)動(dòng)仿真；最后再對(duì)內(nèi)三速變速器中重要零件（行星輪系中的齒輪）進(jìn)行設(shè)計(jì)。論文的研究工作主要包括以下幾個(gè)部分：1） 對(duì)已知內(nèi)三速變速器的研究。用拆卸工具對(duì)內(nèi)三速變速器進(jìn)行拆卸，并得知其主要機(jī)構(gòu)為行星齒輪機(jī)構(gòu)，所以，對(duì)內(nèi)三速變速器的工作原理研究可轉(zhuǎn)化為對(duì)行星齒輪的研究。用機(jī)械原理知識(shí)，可得出行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速特征。并與內(nèi)三速變速器中離合器的結(jié)合，清楚的知道內(nèi)三速變速器減速、常速、增速三種速度的實(shí)現(xiàn)原理。此過程中，遇到

43、較的困難是對(duì)離合器的拆卸，因工具等的局限性，無法對(duì)其進(jìn)行完整的拆卸，但通過對(duì)其相連軸部分的研究，可初步估算其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，便把問題都相應(yīng)解決。2） 用solidworks三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件對(duì)內(nèi)三速變速器進(jìn)行建模、運(yùn)動(dòng)仿真。通過測(cè)量工具，對(duì)拆卸下的各個(gè)零件基本尺寸進(jìn)行測(cè)量，并用solidworks進(jìn)行建模。之后，對(duì)已建好的零件模型進(jìn)行裝配，最后裝配成與實(shí)物形狀大致相同的裝配體。為方便研究，在仿真時(shí)，內(nèi)三速變速器的變速運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為對(duì)行星輪系的變速運(yùn)動(dòng)。最后，用solidworks中的運(yùn)動(dòng)算例模塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。此過程中，在建模方面遇到較多的困難，比如，對(duì)內(nèi)三速變速器中幾個(gè)千斤的建模，由于其形狀不規(guī)則，

44、較難用solidworks表達(dá)，于是想到用棘輪結(jié)構(gòu)來導(dǎo)體千斤，也可以起到同樣的作用效果，問題就迎刃而解了。3） 對(duì)行星輪系中齒輪的研究。由測(cè)量數(shù)據(jù)及所查資料可說明，兩小齒輪是采用正變位齒輪，這有利于提高其強(qiáng)度的同時(shí)也方便行星輪系的裝配。此過程比較難解決的問題是初選行星輪系傳動(dòng)比，由于其范圍較廣，很難入手。在查閱大量資料后，得到了從人體工程學(xué)出發(fā)的幾個(gè)最合適人類的傳動(dòng)比，再通過對(duì)比不同傳動(dòng)比下其齒輪的強(qiáng)度，最后確定了傳動(dòng)比為i=的行星輪系。從開始接觸，到了解，再到最后深入解剖并設(shè)計(jì)自行車內(nèi)三速變速器的過程中，證明自行車內(nèi)三速變速器是相對(duì)較好的自行車變速器，雖然發(fā)展至今仍不如外變速器完善，但在保養(yǎng)

45、、強(qiáng)度等方面卻有更大的優(yōu)勢(shì)，可相信，內(nèi)變速器將越來越受人們青睞。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)變速器的制造成本也將隨之降低，加上其較低的維修成本，內(nèi)變速器將被更多的人們所選擇。因此，加大對(duì)內(nèi)變速器的研究，對(duì)自行車產(chǎn)業(yè)都有很重要的意義?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1孫醒、陳作模、葛文杰. 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件考研室. 機(jī)械原理. 高等教育出版社.2黃平、朱文堅(jiān). 機(jī)械設(shè)計(jì)教程理論、方法與標(biāo)準(zhǔn). 清華大學(xué)出版社.3薛衛(wèi)東、張小龍、張少名. 行星齒輪傳動(dòng)中基本構(gòu)件浮動(dòng)量的研究. 機(jī)械傳動(dòng)1989年01期.4麓山文化. solidworks2010從入門到精通. 機(jī)械工業(yè)出版社.5段建中、馮利、郝魁. solidw

46、orks初學(xué)者實(shí)戰(zhàn)教程. 電子工業(yè)出版社.6ds solidworks公司. 陳超祥、葉修梓. solidworks零件與裝配體教程. 機(jī)械工業(yè)出版社.7江洪、陸利鋒、魏崢等. solidworks動(dòng)畫演示與運(yùn)動(dòng)分析實(shí)例解析. 機(jī)械工業(yè)出版社.8許洪基等. 齒輪手冊(cè)編委會(huì). 齒輪手冊(cè)上冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社.9機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì). 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)：?jiǎn)涡斜君X輪傳動(dòng)（第4版）.機(jī)械工業(yè)出版社.10百度百科.百科名片.最近更新:2011-11-1611an ergonomic study on the optimal gear ratio. international journal of indust

47、rial ergonomics 23(1999)9510012bicycles. parks & recreation. 2000年 35卷 9期. 致謝本文是在指導(dǎo)老師xxx教授的悉心指導(dǎo)下順利完成的。在寫論文期間，老師給我提供了許多寶貴的意見和資料，并且密切關(guān)注我的論文進(jìn)程，不斷督促我的論文的調(diào)整，從而使我能順利的完成畢業(yè)論文的寫作。王紅志副教授深厚的學(xué)術(shù)造詣、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、實(shí)事求是的精神深深的影響了我，將使我終身收益。再次向王紅志副教授致以最深沉的謝意和敬意。同時(shí)，在這里還要感謝xx師兄的幫助和支持，感謝他在機(jī)械設(shè)計(jì)方面提供了許多參考資料，并且指導(dǎo)我正確的認(rèn)識(shí)機(jī)械傳動(dòng)的相關(guān)

48、知識(shí)。還要感謝我的同學(xué)們?cè)谖易霎厴I(yè)設(shè)計(jì)和寫論文中給與的大力支持，他們給我提出了許多意見，并且共享了許多有價(jià)值的資料。最后，向所有關(guān)心我、支持我和幫助過我的老師、同學(xué)、朋友和親人表示衷心的感謝和祝福，是他們給與了我前進(jìn)的動(dòng)力，此文也有他們的功勞。a design on inner three-speed transmission of a bicycle【abstract】the development history of bicycle has been more than 200 years and along with the development of science, technology and humanism, people has more and more demands for bicycle. to adjust to the condition of the cyclist when he confront with uphill, downhill, paved road, asphalt and rough road or under the bad cycling conditions like cycling against the cold wi