自行車結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計

目

錄誤!未定書。緒論.2研義2自狀.............................................................................2變狀.................................錯誤未義簽折景3折疊折疊景.............................................................4設(shè)計定..............................................................................5自5主求......................................................錯誤未義簽研法..............................................................錯誤未義簽設(shè)程..............................................................錯誤未義簽確定要6確定式7確定構(gòu)8折疊計9結(jié)析9設(shè)計點I

車的程............................................................................1關(guān)構(gòu)車頭構(gòu)...........................................................................12前身構(gòu)...........................................................................13車身構(gòu).......................................................................傳動構(gòu)14基...............................15受算設(shè)計進(jìn)19車疊...........................................................................19齒大腳理...................................................19總結(jié)望20總結(jié).展望.獻(xiàn)21II

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計任務(wù)書車出書1份2人，設(shè)組長11

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計第一章

緒論究景意“當(dāng)今社會由于污染交通擁擠等問題的出現(xiàn)在城市交通車的設(shè)計上便捷與環(huán)保成為一大趨勢，城市出現(xiàn)大量折疊自行車的蹤影折疊自行車形態(tài)巧妙、綠色環(huán)保能夠很好節(jié)省空間又滿足人們快節(jié)奏生活的需要未來理想短途交通工具。根據(jù)女士自行車發(fā)展趨勢分析折疊自行車折疊方式從人性化和美觀中出發(fā)設(shè)計更便捷、更加適合女性使用的折疊自行車。行的展?fàn)钤诜N類繁多的現(xiàn)代交通工具中行車一直和人們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)系最密切的產(chǎn)品之一。自行車自誕生至今已200多年的歷史。從作為玩耍、娛樂的用具開始，經(jīng)由交通工具輸工具到今天的休閑樂身的伙伴至成為人們生活藝術(shù)的化身。自車發(fā)與變據(jù)史料記載，最早的實物自行車是1791年法國人西夫拉克發(fā)明的在玩具木馬上裝兩個輪子的“玩具馬無驅(qū)動裝置，坐墊較低，騎車人兩腳著地，用腳蹬地前進(jìn)。1818年年輕的德國看林人德萊斯首創(chuàng)了前輪可以轉(zhuǎn)向的自行車2個木輪、1個鞍座和1個控制前輪的車把制成1輛木輪車，人坐在車上，用兩腳蹬地，驅(qū)動木輪運動。1839年蘇格蘭鐵匠麥克米蘭把自行車由木質(zhì)結(jié)構(gòu)改為金屬結(jié)構(gòu)，輪子做成前輪小后輪大在前輪處有腳蹬通過曲柄使后輪轉(zhuǎn)動騎車人用兩腳踩動兩根長桿車子就向前行進(jìn)，騎車人的腳真正離開了地面。1863年法國馬車店老板米喬克斯在前輪安裝了腳蹬。年法國的古里門為自行車裝上了鋼絲輻條，采用加大前輪，以鏈條傳動的結(jié)構(gòu)。2

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計1874年英國人勞森造出1輛和今天形式大致相同的自行車，在車上開始裝上鏈輪和鏈條，用后輪驅(qū)動車子前進(jìn)，稱為安全自行車，但前輪仍比后輪大，鞍座較低。英國機械師塔雷在自行車上裝上前叉和剎車首次使用橡膠作車輪并改進(jìn)了自行車的很多結(jié)構(gòu)同時改造了許多生產(chǎn)自行車零件的機器為自行車大量生產(chǎn)創(chuàng)造了條件，被后人稱為自行車工業(yè)之父。1885年蘇格蘭的鄧祿普研制將充氣輪胎用于自行車，使自行車減震性能大大增強，讓騎車人的騎行舒適度更為提高。再加上管材結(jié)構(gòu)，配上車鈴、支架、車燈等部件，前后輪改為一樣大，到世紀(jì)末自行車結(jié)構(gòu)就基本完善了。經(jīng)過將機械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的成果運用于自行車的設(shè)計制造上的努力行車開始通過批量生產(chǎn)走進(jìn)普通人的生活，成為人們生活中方便、快捷的交通工具。自車通展?fàn)钇嚠a(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展在給交通帶來便利的同時在能源消耗和環(huán)境污染上也也產(chǎn)生極大的問題隨著人們生活水平的提高健康與環(huán)保意識的增強自行車不會因為其他交通工具的發(fā)展而減少即使在歐美發(fā)達(dá)國家在家庭小轎車十分普及公共交通工具有增無減要原因是面對機動車輛對環(huán)境造成的嚴(yán)重污染和在城市交通形成的堵塞，歐美各國相繼采取措施，鼓勵人們使用自行車。自行車作為短途代步工具具備其他交通工具不可代替的作用們騎自行車到達(dá)公交站或其他快速交通站點然后改乘其它公共交通工具到達(dá)目的地附近的站點這種模式主要適用于兩種情況一種是自行車和軌道交通換乘另一種是和公共汽車尤其是大站快車的換乘但是現(xiàn)在的城市交通擁擠存車處面積明顯不足機動車的停處已被公認(rèn)為全球性的難題自行車停車場缺乏占用人行道停車的情況嚴(yán)重近些年來自行車被盜現(xiàn)象也十分嚴(yán)重結(jié)構(gòu)簡單靈巧快捷便于攜帶的折疊自行車可以很好的解決這些問題。疊行的點前折疊自行車是20世30年代在歐洲起源于軍事用途并伴隨著轎車的普及和人口的增多而發(fā)展起來的近些年由于采用各種新材料新技術(shù)及結(jié)構(gòu)創(chuàng)新從而使之體積更小、質(zhì)量更輕、更結(jié)實耐用。3

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計折自車優(yōu)折疊自行車折疊后車體的長度和面積能縮小一半不需要任何緊固工具能在半分鐘內(nèi)完成折疊或展開鎖定根據(jù)存放場地的大小使用折疊存放占地小適合窄小地方的搬運和存放，使用性能方面優(yōu)于廣泛使用的-26英寸的自行車。折疊自行車有很多優(yōu)點主要有命超長時尚浪漫騎乘輕松。（4）實用便捷。折自車市前目前折疊自行車市場主要集中在歐美等發(fā)達(dá)國家在這些國家很多私人轎車都配備折疊自行車以備應(yīng)急和休閑只用根據(jù)發(fā)達(dá)國家自行車發(fā)展的經(jīng)驗正處于經(jīng)濟高速發(fā)展和轎車開始大量進(jìn)入家庭階段的我國行車產(chǎn)業(yè)即將迎來更大的發(fā)展機遇，而折疊自行車以其獨特的符合國情的優(yōu)勢將會出現(xiàn)很大的發(fā)展空間。自行車的發(fā)展方向是設(shè)計個性化、功能綜合化、自重輕量化、操縱方便化、款式多樣化，自行車系列產(chǎn)品將得到更迅速的發(fā)展，并形成高、中、低多檔次格局，尤其折疊自行車是我國最具潛力取得世界領(lǐng)先水平的產(chǎn)品。目前已有折疊自行車使用單列向心球軸承、輻板結(jié)構(gòu)及獨創(chuàng)的-11齒分體小飛輪決了小輪自行車不但體積小量輕而且速度快分便于騎行帶和存放。通過12英寸樣車在各種路況試騎后速度與26英寸自行車相同騎行操作性舒適性、安全性均非常令人滿意，完全可滿足成人代步需要，整車質(zhì)5-公斤，大大低于普通26英寸自行車開發(fā)形成系列產(chǎn)品后極具潛力在城市部分取代26英寸自行車，成為上班族、學(xué)生、有車族、老年人的時尚選擇，有著誘人的市場前景。相對于其他種類的自行車更適合女性使用。4

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計第二章設(shè)計方案確定行結(jié)創(chuàng)來本設(shè)計主要是在現(xiàn)有的折疊自行車的基礎(chǔ)上作出改良與創(chuàng)新有的折疊自行車折疊后的體積都比較大以要首先在合理的構(gòu)造的前提下思考如何在減少折疊后的體積這一點上下手不只是簡單的的直線伸縮還利用各種的機構(gòu)，在傳統(tǒng)的載人自行車的基礎(chǔ)上去掉了后座這樣子就能夠更加擴大節(jié)省材料和體積的可能性為我們的創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)造更大的思維空間本設(shè)計在結(jié)構(gòu)上做了很大程度上的改進(jìn)外形也有了很大的突破。折疊后比以往的設(shè)計體積更小，折疊方式更方便，重量更輕。有些折疊自行車雖然體積是變小了車的齒輪的傳動比太少只有一級傳動騎上去后腳即使把腳踏板踩得飛快相比于普通自行車的車速依然顯得非常遜色因此就要思考一下可以用什么方法來解決這一問題參考了牙箱的傳動機構(gòu)就想到在傳動上不是僅僅只能局限在一級傳動上以齒輪就在普遍的鏈條與齒輪的一級傳動改成了鏈條與齒輪的二級傳動以此來增加腳踏板的轉(zhuǎn)動軸與車輪的傳動比是人能夠在不用拼命的踩就能得到一定的車速，達(dá)到悠閑地行駛的效果。最普遍的折疊方式是車頭與車座位置的伸縮和單純的把折疊自行車從中間折疊一半也并不能縮小多少的體積自行車還是大大的一臺在那里現(xiàn)今已存在的折疊扇就是折疊機構(gòu)中很成功的例子此可以把折疊扇的折疊方式借鑒或靈活運用到折疊自行車上面去伸縮與旋轉(zhuǎn)折疊的方式相結(jié)合以做到更大限度的節(jié)省空間。要術(shù)求1.采用現(xiàn)代設(shè)計方法完成各部分的設(shè)計。2.使用該設(shè)備能實現(xiàn)展開后安全正常行使，折疊后便于攜帶等功。3.要求總體結(jié)構(gòu)尺寸最小化，關(guān)鍵零部件強度、剛度足夠。4.動作安全可靠，工作時運動平穩(wěn)。5.整體結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化。6.主要技術(shù)參數(shù)5

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計最大展開尺寸：1240*500*980傳動比：1:4（腳踏一圈與車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)之比）最小折疊尺寸：720*210*820最大承重：100kg最高時速：40km/h設(shè)計重量：7.5kg剎車線：1.5MM不銹鋼車輪直徑：200mm行程：628mm研究方1.設(shè)計這一折疊自行車可以從查閱現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料中對現(xiàn)有自行車的機構(gòu)進(jìn)行了解分析，理解現(xiàn)有折疊自行車工作原理及運轉(zhuǎn)方式。2.對現(xiàn)實生活中的自行車實物盡心觀察，分析各零部件的功能以及尺寸。3.借鑒優(yōu)良的設(shè)計，把已掌握的基本機械設(shè)計知識運用到折疊自行車的設(shè)計與創(chuàng)新中去，做到學(xué)以致用。4.理論與實際相結(jié)合，不一味的尋求另類和創(chuàng)新。設(shè)計過確設(shè)綱整理已找到的問題及可改善的機會，建立我們對折疊自行車設(shè)計的綱要。車身材料采用較常見的自行車材料，可以采用普通的，整臺自行車的價格盡量控制在平民能接受的范圍。車的零部件采用普通的標(biāo)準(zhǔn)件以避免使用過程中自行車出問題時需更換專用零件遇到的麻煩，維修簡單。結(jié)構(gòu)盡量簡單使用簡單的結(jié)構(gòu)一方面可以簡化制造加工及裝配流程減少生產(chǎn)的成本，另一方面可以方便使用者裝拆自行車。6

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計車身占用空間小無論在運輸還是外出旅行車身占用的空間越小給人帶來的便利就越大，也能相應(yīng)減少自行車的成本。傳動部件傳動比要大使自行車車身占用空間小的話車輪直徑的小尺寸是最起作用的是由于車輪小又要滿足使用者不至于費很大力氣卻不能使車的速度達(dá)到普通自行車的速度所以考慮到用大傳動比小結(jié)構(gòu)的折疊自行車用兩個齒輪傳動是不能達(dá)到大的傳動比我們綜合考慮之后采用二級齒輪傳動來加大小空間使用的傳動比。搜集資料階段，能接觸的資源有：現(xiàn)有的自行車；網(wǎng)絡(luò)資源；圖書資料；及對自行車有點研究的朋友而做最多是采用網(wǎng)絡(luò)資源帶著自己對折疊自行車的設(shè)計想法通過上網(wǎng)找關(guān)于折疊自行車下載折疊自行車的圖片及參數(shù)主要是上淘寶網(wǎng)上搜集參數(shù)，也可以參考自己要搜索的自行車的市場價格。經(jīng)過搜索發(fā)現(xiàn)市場上折疊自行車的結(jié)構(gòu)基本采用平行四邊形即折疊的形式是兩個三角形合并但這種折疊方式需要空間比較大有一種結(jié)構(gòu)是采用雨傘式折疊結(jié)構(gòu)折疊之后就像收傘的效果占用空間小。還有一種折疊方式像多功能小刀的折疊方式，但是這樣結(jié)構(gòu)強度方面比較差。整理多個方案之后，我們選用雨傘式折疊結(jié)構(gòu)的設(shè)計，即A-Bike公司的設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計比較接近我們的設(shè)計目的。綜上，最終選用的設(shè)計方案是：總體結(jié)構(gòu)是雨傘式折疊結(jié)構(gòu)，車身材料主要用Q235鋼零部件采用通用標(biāo)準(zhǔn)件直徑220mm左右的小車輪傳動齒輪采用二級傳動。組員分工合作整理設(shè)計方案計算修改各部件尺寸及強度設(shè)計齒輪及飛輪的直徑和齒數(shù)，定車輪的直徑，和進(jìn)一步設(shè)計折疊機構(gòu)。手繪各個部件及自車總草圖，分機構(gòu)進(jìn)修改，組員一起SOILDWORKS軟件繪制出自行車的零件圖及裝配圖。確折方為了使折疊自行車能夠?qū)崿F(xiàn)展開后安全正常行駛折疊后便于攜帶等功能總體結(jié)構(gòu)尺寸最小化，關(guān)鍵零部件強度、剛度足夠；動作安全可靠，工作時運動平穩(wěn)；整個結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化結(jié)合各種折疊自行車方案實力結(jié)合實際生活經(jīng)驗最終確定了如圖2-1所示的總體結(jié)構(gòu)框架。7

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計圖21體結(jié)構(gòu)框架確傳機目前內(nèi)外普遍采用一級傳動度稍慢于普通自行車為了增大傳動比，可以采用二級傳動或者是三級傳動來增大傳動比但因為三級傳動結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜所占空間過大對折疊后的尺寸有所影響同時也加大了自行車自身的重量最關(guān)鍵的是發(fā)現(xiàn)由于傳動比過大騎行是所需的力比較大，在騎行時就可能把休閑代步變成一種超大負(fù)荷的運動為了改變這種缺陷最后還是采用二級傳動這樣不僅減小自行車折疊后的尺寸、總重量和騎行是所需的力，同時也使結(jié)構(gòu)變得更加簡單、合理。8

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計第三章折疊自行結(jié)構(gòu)設(shè)計構(gòu)析設(shè)中不點設(shè)計一款可折疊、尺寸小、質(zhì)量輕、攜帶方便的自行車，其車體部分的設(shè)計尤為重要是能否設(shè)計出一款小巧的折疊自行車的關(guān)鍵也是我們本小組設(shè)計的重點。目前市場上出現(xiàn)得最多人折疊自行車是將兩個輪相互疊并在個起得折疊方式管對折了差不多一半但還是占挺大空間的而且在結(jié)構(gòu)上也比較簡單一般只需一個或兩個關(guān)節(jié)折就行當(dāng)然在成本上也會比較便宜可折疊自行車不僅要考慮每條連接桿的桿身的受力還要考慮到每個關(guān)節(jié)處的受力是否滿足強度或者其他要求即是對結(jié)構(gòu)的要求會更高，各大部件主要有支撐部件、動力接受部件、傳動部件，還有工作部件。支撐部件主要有車架、前叉、鞍座和車把等，是自行車的構(gòu)架。支撐部分將其他零部件固定在相互間正確的位置上保證自行車的整體性實現(xiàn)自行車的功能從人機關(guān)系來看，鞍座、車把和車架等的位置和大小，以及它們間的相互關(guān)系，與騎車人的位置和肌肉的動作有著緊密的聯(lián)系。動力接受部件主要是腳蹬和曲柄動力靠的是騎車人的雙腳踩在腳蹬上用力下肢運動的力使曲柄轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生動力為了使人省力和有舒適感必須在騎自行車人的體格和體力與自行車元件的尺寸關(guān)系上下多做些功夫研究人體下肢肌肉的收縮運動與曲柄轉(zhuǎn)動之間的能量轉(zhuǎn)換的問題。傳動部件主要是軸承鏈條和鏈輪人的作用力是通過鏈條和鏈輪傳動而帶動后輪轉(zhuǎn)動，從而使自行車前移。傳動部分的設(shè)計關(guān)鍵是要有較高的傳動效率和可靠性，且有易操縱的機構(gòu)保證較高的傳動效率才能使人用一定的肌力而獲得較大的輸出功率。工作部件就是車輪，即車圈、輪胎等。絕大部分輪胎是充氣的，少數(shù)是實心的，在本設(shè)計中由于車輪比較小因此我們采用無需充氣的實心輪胎車輪一方面把騎車人的肌肉力量有效地轉(zhuǎn)換為同地面接觸而向前運動的力另一方面將騎車人的握力轉(zhuǎn)換為與接地部分所產(chǎn)生的剎車阻力在設(shè)計自行車的各部分尺寸車閘等時應(yīng)該9

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計著眼于騎車人一動力一傳動一工作的連貫性可能設(shè)計出同騎車人手的大小或握力相適應(yīng)的閘把、剎車力適當(dāng)?shù)能囬l，才不會發(fā)生剎車阻力不夠而造成失誤現(xiàn)象。如圖31所示一輛整車由兩百多種一千多個零件組成這里把它們歸納為20個基本部件或部件組合和18個配件行車的基本部件包括架部件把部件、前叉部件、輪軸部件、中軸部件、飛輪部件、鏈條部件、車輪部件、泥板部件、車閘部件、腳蹬部件、鞍座部件。在這些部件中，由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成導(dǎo)向系統(tǒng)；由腳蹬、中軸、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成驅(qū)動系統(tǒng)；車把和車閘組成制動系統(tǒng)。圖3-統(tǒng)自行車折疊方式以上這部車即是由中間折疊的典型結(jié)構(gòu)而且還是變速式可折疊自行車大體看來除了可折疊外跟其他普通自行車沒多大區(qū)別缺點就是折疊之后并沒有出現(xiàn)全新的功能并且折疊之后的形體由于還是相當(dāng)大所以很難隨身攜帶。所以此次我們小組所設(shè)計的可折疊自行車就是為了解決包括這個問題傳統(tǒng)的自行車有很大的不同，如圖3-2所示，它是既有折疊又有伸縮結(jié)構(gòu)，共有三步，首先是車身前后對折，然后是車頭向下收縮，再就是車頭向后旋轉(zhuǎn)。該設(shè)計源自于Abike的設(shè)計風(fēng)格，真正的A-bike四步折疊它還有最后一步是將把手跟踏板再向下折疊一下從圖看結(jié)構(gòu)上比較簡潔，只有幾個部分而已，一是車頭，二是車身構(gòu)架，三是鞍座，四是腳踏部分，五是齒輪傳動部分，六是剎車結(jié)構(gòu)，七是車輪結(jié)構(gòu)。0

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計圖-型折疊自行車車頭結(jié)構(gòu)靠兩個軸承將車頭與車身的轉(zhuǎn)動連接于一起往的自行車都是靠珠子轉(zhuǎn)動并不是軸承式的用軸承的會比較簡便車頭上方也是靠軸承支撐其與上身之間的旋轉(zhuǎn)由于位置關(guān)系不能用一般的軸承而是用滾筒式的也就是那種不是用滾珠而是靠滑動摩擦的車身由幾根擺動軸組成因此在強度要求的考慮上需要比較嚴(yán)格身由于有伸縮功能以需要用到彈簧銷去固定要折疊時可以向內(nèi)側(cè)壓，再將內(nèi)管向下伸縮傳動機構(gòu)采用二級傳動靠鏈傳動來帶動車輪剎車機構(gòu)用目前市場上比較流行的利用橡膠摩擦輪轂的方式手把處改進(jìn)成用手扭轉(zhuǎn)的方式去拉動鋼絲繩從而帶動橡膠使其向下壓縮最終達(dá)到剎車的功能此處是根據(jù)變速車把手扭轉(zhuǎn)變速的結(jié)構(gòu)而引申出來的這樣在外觀上少了以往的那個剎車把手看起來簡潔了許多。車折過如圖33所示自行車各折疊部位圖-疊前車架結(jié)構(gòu)

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計經(jīng)過圖中向上的箭頭折疊后成了圖-所示：圖-疊后車架結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)機車把機剎車裝置與伸縮裝置組成，如3-5所示，該結(jié)構(gòu)是根據(jù)以往變速自行車的變速裝置改進(jìn)過來的它的原理是利用手把外套與手把之間的相對運動來拉動鋼絲繩從而使輪轂邊的剎車橡膠緊縮達(dá)到制動的效果：剎車轉(zhuǎn)套轉(zhuǎn)動軸承圖35頭把手機構(gòu)2

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計前下結(jié)如圖36所示，本設(shè)計利用兩個軸承固定與車軸上，作為車頭與車身間相對運動的中介，剎車裝置是用圓盤式的，里面有一橡膠圈，由鋼絲繩綁著，鋼絲繩一旦受力向里收縮使橡膠壓著輪轂的突出部位靠他們之間的摩擦讓車輪制動這就是剎車機構(gòu)的基本原理，現(xiàn)在市面上很多自行車都使用這種剎車裝置：轉(zhuǎn)軸軸承剎車裝置圖36身下部結(jié)構(gòu)車與座構(gòu)如圖37所示，此機構(gòu)涉及的關(guān)節(jié)比較多，是強度與剛度必需重點考慮的對象，同時也是受力最大的部位鞍座的支撐主要靠中間的橫梁與旁邊的支撐柱橫梁起到防止鞍座受力后往后運動的作用而支撐柱既起到橫梁的作用外還起到向上支撐的作用。3

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計雙關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)圖-身與鞍座結(jié)構(gòu)傳機如3-8所示疊自行車的傳動裝置也用普通的鏈傳動并非一級傳動，而是采用二級傳動這樣一來不但可以加大齒輪的傳動比還可以改變第二級傳動齒輪的位置，可以調(diào)整齒輪位置，到達(dá)一預(yù)留度的作用：一級傳動飛輪二級傳動圖3-傳機構(gòu)采用滾鏈傳動的一個最大原因是滾子鏈可以遠(yuǎn)距離傳動適合自行車的結(jié)構(gòu)配合滾子鏈傳動是具有中間撓性件的非共軛嚙合傳動其鏈輪齒廓的幾何形狀具有一

123123蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計定的靈活性但又影響傳動質(zhì)量使用壽命以及加工的難易度本次的自行車設(shè)計采用的是二級傳動們共用到了三個鏈輪個為單齒輪一個是中間連接齒輪，為雙層齒鏈輪用速比之間的關(guān)系可以得到自行車騎行時所需要的功率與必要的速度?？紤]到人性化問題，所以所選擇的速比要相當(dāng)合適，如果太小，無論人的力氣有多大，都不能充分提高轉(zhuǎn)速，也就得不到比較大的輸出功率。相反而言，如果速比太小的話限定的曲柄轉(zhuǎn)速下得不到必要的騎行速度后輪的轉(zhuǎn)速比過大，要求人的腳踏力也要大，在這種情況下容易使人疲勞。為了保持不疲倦的持續(xù)騎行，一般要求人的肌肉負(fù)擔(dān)為最大肌力的10%，按此條件去選擇速比和曲柄轉(zhuǎn)速，可得到較好的效果但另一方面考慮到本次設(shè)計的自行車的車輪比較小其轉(zhuǎn)一圈才走了半米多一點行程比較小所以我們在傳動比上選取得比較大初步確定傳動比大概是1比4，根據(jù)這個比數(shù)再根據(jù)齒輪的放置位空間的大小初步確定鏈輪齒數(shù)分別為，踏板連接齒輪的齒數(shù)為Z=18，中間起搭接作用齒齒數(shù)為=9/22，與后輪配合的飛輪齒齒數(shù)為Z。3.3于體程的行把、座關(guān)人體工程學(xué)起源于歐美二次世界大戰(zhàn)中開始運用人體工程學(xué)的原理和方法設(shè)計坦克、飛機的內(nèi)艙，盡可能使人長時間地在小空間內(nèi)減少疲勞，即處理好人、機、環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系。及至二次世界大戰(zhàn)后，各國把人體工程學(xué)的實踐和研究成果迅速有效地運用到空間技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、建筑及室內(nèi)設(shè)計中去。日本千葉大學(xué)小原教授認(rèn)為人體工程學(xué)是探知人體的工作能力及其極限從而使人們所從事的工作趨向適應(yīng)人體解剖學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)的各種特征。人體工程學(xué)聯(lián)系到自行車設(shè)計，其含義為：以人為主體，運間的合理協(xié)調(diào)關(guān)系，以適合人的身心活動要求，取得最佳的使用效能，其目標(biāo)是安全、健康、高效和舒適。根據(jù)人體工程學(xué)相關(guān)理論確定上身姿態(tài)，進(jìn)而確定車座和車把之間的相對位置。調(diào)整人體模型的姿態(tài)，使脊柱弧形盡量接近自然狀態(tài)，另有人機學(xué)統(tǒng)計表明，人的上臂與上胸夾角為50度左右時騎姿最為舒適，人體上身騎行姿勢如圖3-9所示。

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計圖39體上身騎行姿勢根據(jù)人體上身騎行姿勢可以確定車把與車座之間相對位置車把與車座之間距離為624mm。3.4力析算1.應(yīng)力計算每種機構(gòu)或結(jié)構(gòu)都是由若干構(gòu)件組成的，而這些構(gòu)件的使用都是有其極限性的，而這些問題將會威脅到安全實際工程中常常會遇到構(gòu)件受力過大導(dǎo)致出現(xiàn)破壞或更嚴(yán)重點的造成事故一情況就是在受力過大后產(chǎn)生過大的變形而影響機器或結(jié)構(gòu)的正常工作無論哪種情況在實際運用中都是不允許的所以每個產(chǎn)品都要求有足夠的抵抗破壞的能力跟足夠的抵抗變形的能力也就是要有足夠的強度跟剛度除了解決強度跟剛度的問題外還要考慮到穩(wěn)定性，這也是結(jié)構(gòu)設(shè)計上所必須注意的。β1β2α2α1F22F134G圖-10折疊自行車車身結(jié)構(gòu)使用性別為女性，身高155-165cm，亞洲人。根據(jù)際標(biāo)準(zhǔn)體重計算公式體重（Kg）=【身高（厘米）105】乘以0.9。估算出女性體重為45-54Kg。6

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計本次設(shè)計中所選用的材料是鋼，這是一種比較常見的材料，性能上也相當(dāng)可靠，自行車所承受的是變動載荷，所以安全系數(shù)需要更高一點，取的是n

=1.5，Q235鋼的許用應(yīng)力為[σ]=145MPa，根據(jù)亞洲女性的體重，自行車所要承受的質(zhì)量為54kg，主要校核的部位是車身那幾個關(guān)節(jié)，基本上受力都集中在這些支撐柱與橫梁，所以其中的各桿都必需滿足強度與剛度甚至是穩(wěn)定性的最低要求次設(shè)計的可折疊自行車車身結(jié)構(gòu)如圖3-10所示主受G兩支撐力F1與F2角度α1為85度，角度α2為85度，角度β1為45度，β2為50。根據(jù)正弦定理得：

FsinsinF2sin將數(shù)據(jù)代入以上公式可得：F1=383NF2=415N再根據(jù)：

1

F1A2其中桿2的作用面積A1為31mm可算得橫梁，即圖中的桿2，所受應(yīng)力

MPa桿3的作用面積A2為40mm

2

，所受應(yīng)力為

10.4

MPa由上面兩個應(yīng)力與Q235的許用應(yīng)力145MPa相對比，可明顯看出滿足要求。2.車輪摩擦力圖3-自車后輪摩擦7

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計自行車勻速行駛時前后輪的摩擦力如圖-，滾動阻力系根據(jù)摩擦力公式：

0.02。f

rf1238

蘇州大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院本科生課程設(shè)計第四章設(shè)計的改車頭把不折為了保證車頭把手的強度保證騎車者的安全把手兩端我們設(shè)計中采用伸縮式結(jié)構(gòu)，加大把手的徑向負(fù)載能力。改進(jìn)的方法在保證把手強度的前提下利用折疊式結(jié)構(gòu)使把手兩端可以折疊減小空間，從而能夠保證強度又能減少折疊后