折疊式自行車的設(shè)計(jì)

折疊式自行車的設(shè)計(jì)DesignofFoldingBicycle摘要自行車的形狀和功能隨著時(shí)代的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展而變化。其既滿足了我們的出行需求，又不產(chǎn)生污染，還能強(qiáng)身健體，是我們不可或缺的一種交通工具。并且現(xiàn)在的生產(chǎn)廠家對(duì)于自行車的開發(fā)和更新越來(lái)越多，自行車除了交通工具這個(gè)單一的功能外，還承載著美觀、節(jié)能、高科技等元素。本畢業(yè)設(shè)計(jì)以折疊自行車的設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)。這款在外形上的技術(shù)革新，使得我們能夠更為方便的騎車，對(duì)于停車來(lái)說(shuō)也不占太多地方，更為靈活。隨著折疊自行車滿足人們的需求，市場(chǎng)上對(duì)折疊自行車的需求也越來(lái)越大。自行車的明顯優(yōu)勢(shì)導(dǎo)致了對(duì)自行車模型的不斷增加的投資和技術(shù)的不斷更新。由于技術(shù)的進(jìn)步、廠商眾多，要設(shè)計(jì)一款物美價(jià)廉、滿足需求、性能強(qiáng)大的折疊自行車就成為了一個(gè)不大不小的挑戰(zhàn)。本文通過(guò)對(duì)比了不同結(jié)構(gòu)和現(xiàn)階段在市面上銷售的折疊車的市場(chǎng)占比和結(jié)構(gòu)，綜合運(yùn)用所學(xué)設(shè)計(jì)出了一款折疊自行車，并且通過(guò)UG軟件進(jìn)行了3D建模，完成了設(shè)計(jì)稿。關(guān)鍵詞：自行車折疊式自行車UG三維建模ABSTRACTWiththedevelopmentofthesociety,theimprovementofhumancivilizationandtheprogressofscienceandtechnologyandthechangeofpeople'saestheticideas,bicyclethiscannotonlysaveenergy,nopollution,andcanexercisethebody,easytousespecialvehiclesaswellasotherindustrialproducts,itsmodellingischanging,andshowedobvioustrend.

Bicycleshapeevolutionisonepartofthechange,reform,andconstantlycreateunceasingly,theincreasinglyperfect,theonlyformofmodernstyle.Andmodernbicycleshapemorepayattentiontothecolordesign,newmaterials,newtechnology,newstructureoftheapplication,andversatiledesign.

Thistopicisfoldingbike,comparedwiththeoriginalbike,foldingbikeinshapeimprovementtobecomeabigattractionofconsumers.Inaddition,themoresuitablefortherequirementsofthepeople'slifetoday,convenienttocarry,simpletouse,flexibleridingcomfort,etc.,makefoldingbicycleismoreandmorepeoplebuybikehaveabigchoice,raisesitsmarketcompetitiveness.SodesignedasuitthedevelopmentofTheTimesoffoldingbicycleswillbeanotherchallengeofthedesigner.Todesignagoodagoodfoldingbicycleswillbeverygoodanalysisofallkindsofexistingstructure,incombinationwithotherallexistingthingstoseektomakesmallerstructureandfoldingway,atthesametime,alsolookingforasuitableforthedesignschemeofmaterial,sothattheycandesignalandmarkfoldingbicycles.Accordingtothedesignschemeofusing3dsoftwareUGsoftwarefor3dmodelingfoldingbicycles.

Keywords:BicycleFoldingbikeUG3DModeling目錄TOC\o"1-3"\h\u6870緒論 13671課題研究背景 112804課題研究目的 13169課題的意義 211603自行車的種類發(fā)展現(xiàn)狀 231184自行車的設(shè)計(jì)分析 32059實(shí)現(xiàn)方法以及預(yù)期目標(biāo) 315668小結(jié) 43420第一章折疊式自行車總體方案 5246851.1折疊式自行車的創(chuàng)新來(lái)源 595481.2折疊式自行車方案設(shè)計(jì) 5170041.3本章總結(jié) 830211第二章人體工程學(xué)與自行車設(shè)計(jì) 940412.1設(shè)計(jì)原則 9257312.2人機(jī)工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 102902.3影響自行車性能的人體原因 1061582.4自行車設(shè)計(jì)構(gòu)造的要素解析 1054762.5人一車動(dòng)態(tài)特性解析 1132196第三章折疊式自行車機(jī)械部分計(jì)算 13285243.1功率的計(jì)算 13302823.2傳動(dòng)比 13311393.3前后鏈輪之間的鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) 13259653.3.1設(shè)計(jì)的要求 13183053.3.2設(shè)計(jì)的過(guò)程 14235863.4軸的設(shè)計(jì) 15112883.4.1鏈輪上力的計(jì)算 1659763.4.2材料 16302373.4.3計(jì)算軸的最小直徑 1688153.4.4軸構(gòu)造的設(shè)計(jì) 1612843.5軸的校驗(yàn)核對(duì) 1787893.6鍵的檢驗(yàn)核對(duì) 17184713.7軸承的校驗(yàn)核對(duì) 1813970第四章折疊自行車的三維設(shè)計(jì) 19264.1UGNX三維建模技術(shù) 2020074.2折疊自行車的三維建模

2070584.3折疊自行車的裝配 266081結(jié)論 285254參考文獻(xiàn) 2917389致謝 30緒論課題研究背景現(xiàn)階段，隨著交通工具的發(fā)展，我們對(duì)出行效率的需求，對(duì)于交通工具而言出現(xiàn)了諸多新的發(fā)展，但是環(huán)境的污染卻不容忽視，人們也開始選擇綠色的出行方式，自行車這一環(huán)保的方式又被大家所接受并大量使用。這種出行方式基本上是無(wú)污染的，也可以起到健身作用。人們開始對(duì)這一交通工具重視，廠商也開始對(duì)這一工具進(jìn)行研究，在傳統(tǒng)工藝上有了新的思路和突破，無(wú)論是自行車的材質(zhì)還是功能外形上都有著極大的提高。本課題對(duì)折疊自行車進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，目的在于使我們更深層次的了解折疊自行車運(yùn)作過(guò)程及設(shè)計(jì)的原理，從而能夠?qū)ζ浼右愿倪M(jìn)完善，并且考核我們4年來(lái)所學(xué)的機(jī)械知識(shí)。伴隨著科技的進(jìn)步，涌現(xiàn)出很多新的自行車設(shè)計(jì)方法，為設(shè)備的研發(fā)制造奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為了能夠研發(fā)出更為先進(jìn)的折疊自行車，對(duì)折疊自行車的選型設(shè)計(jì)有著重要的研究意義。隨著大眾對(duì)于自行車熱的興起，廠家也是大力推廣并研發(fā)新的產(chǎn)品。折疊自行車就隨之誕生了，這種車型適應(yīng)了當(dāng)代都市生活的緊張的節(jié)奏，同時(shí)又不占地方，很適合人口密集的城市使用。人們?cè)谫?gòu)買自行車時(shí)，折疊自行車也成了首選，這也促使著廠家不斷研發(fā)，以滿足消費(fèi)者的需求，能夠設(shè)計(jì)出一款實(shí)用、美觀、具有技術(shù)含量的折疊自行車。從自行車發(fā)明到現(xiàn)在的這些年里，自行車的發(fā)展不可謂不迅猛，直到今天我們對(duì)自行車的需求仍然沒有停止。我國(guó)對(duì)于公共交通的投入也是巨大的，現(xiàn)在流行的共享單車等自行車也是在各個(gè)城市興起。人們的旅行有一個(gè)更簡(jiǎn)單的選擇。那么這個(gè)時(shí)候研究折疊自行車就更有現(xiàn)實(shí)意義了。課題研究目的本設(shè)計(jì)是基于傳統(tǒng)折疊式自行車的改進(jìn)。通過(guò)分析，我們可以知道折疊自行車折疊的效率并不高，即使折疊后仍然需要大量的空間，與不折疊時(shí)所占的空間問題沒有得到實(shí)質(zhì)性解決。那么我們就需要在折疊上下功夫，還需要對(duì)于各個(gè)部件進(jìn)行工藝上的改造，加強(qiáng)折疊的效率。同時(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)后座對(duì)于空間的占用大，并且沒有實(shí)際的需求。我們?cè)谶@次設(shè)計(jì)上決定大膽取消后座，這樣即減小了體積，又減少了材料，使得成本更低，更符合消費(fèi)者的需求。課題的意義現(xiàn)階段，隨著交通工具的發(fā)展，我們對(duì)出行效率的需求，對(duì)于交通工具而言出現(xiàn)了諸多新的發(fā)展，但是環(huán)境的污染卻不容忽視，人們也開始選擇綠色的出行方式，自行車這一環(huán)保的方式又被大家所接受并大量使用。這種出行方式基本上是無(wú)污染的，也可以起到健身作用。人們開始對(duì)這一交通工具重視，廠商也開始對(duì)這一工具進(jìn)行研究，在傳統(tǒng)工藝上有了新的思路和突破，無(wú)論是自行車的材質(zhì)還是功能外形上都有著極大的提高。通過(guò)相關(guān)的研究表明，自行車對(duì)于人體來(lái)說(shuō)，強(qiáng)身健體的功效無(wú)異于跑步、游泳等方式，并且騎自行車這一方式對(duì)于環(huán)境的要求并不苛刻，反過(guò)來(lái)由于出行選擇了騎車，更是對(duì)環(huán)境而言是起到保護(hù)的作用。本次設(shè)計(jì)使用的是UGNY這一軟件，這一軟件對(duì)本次設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)也是起著至關(guān)重要的作用。其可以對(duì)零部件進(jìn)行替換并且能夠適應(yīng)整體的需求，能夠很方便的為我們提供數(shù)據(jù)模擬設(shè)計(jì)，這樣也大大降低了開發(fā)的成本。從自行車發(fā)明到現(xiàn)在的這些年里，自行車的發(fā)展不可謂不迅猛，直到今天我們對(duì)自行車的需求仍然沒有停止。我國(guó)對(duì)于公共交通的投入也是巨大的，現(xiàn)在流行的共享單車等自行車也是在各個(gè)城市興起。人們的旅行有一個(gè)更簡(jiǎn)單的選擇。那么這個(gè)時(shí)候研究折疊自行車就更有現(xiàn)實(shí)意義了。同時(shí)此次設(shè)計(jì)也是對(duì)我個(gè)人知識(shí)儲(chǔ)備和綜合運(yùn)用的一個(gè)考驗(yàn)，檢驗(yàn)著我對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用程度。只有在一次的設(shè)計(jì)中，我們才能不斷提高我們的水平，才能真正的了解設(shè)計(jì)過(guò)程。自行車的種類發(fā)展現(xiàn)狀自行車自誕生以來(lái)一直與我們的生活密切相關(guān)。早期的自行車速度慢而且笨重，隨著工業(yè)革命的發(fā)展，自行車也開始采用新的工藝和材料，慢慢的自行車成為了我們出行的首要選擇工具。但是這一時(shí)期的自行車結(jié)構(gòu)雖然已經(jīng)很合理了，但是其美觀卻大打折扣。后來(lái)進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)，自行車的設(shè)計(jì)和發(fā)展又引來(lái)了一次春天，新的技術(shù)和原料的引進(jìn)使得自行車工藝有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。本畢業(yè)設(shè)計(jì)以折疊自行車的設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)。這款在外形上的技術(shù)革新，使得我們能夠更為方便的騎車，對(duì)于停車來(lái)說(shuō)也不占太多地方，更為靈活。隨著折疊自行車滿足人們的需求，市場(chǎng)上對(duì)折疊自行車的需求也越來(lái)越大。自行車的明顯優(yōu)勢(shì)導(dǎo)致了對(duì)自行車模型的不斷增加的投資和技術(shù)的不斷更新。由于技術(shù)的進(jìn)步、廠商眾多，要設(shè)計(jì)一款物美價(jià)廉、滿足需求、性能強(qiáng)大并受歡迎的折疊自行車就成為了一個(gè)不大不小的挑戰(zhàn)。自行車的設(shè)計(jì)分析設(shè)計(jì)流程折疊自行車作為我們的出行工具，就需要首先滿足我們的出行需求，之后就是需要考慮到美觀。只有這樣才能設(shè)計(jì)出實(shí)用美觀的折疊式自行車。1.概念化階段這個(gè)階段我們需要考慮，我們是想設(shè)計(jì)何種產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品需要有什么功能，這個(gè)產(chǎn)品的消費(fèi)對(duì)象是誰(shuí)，只有這樣才能無(wú)的放矢。2.具體化階段我們?cè)谟辛嗽O(shè)計(jì)的靈感之后，就需要把設(shè)計(jì)的構(gòu)想轉(zhuǎn)化為我們的設(shè)計(jì)圖紙，這樣才能將設(shè)計(jì)作品落實(shí)。3.整體外觀階段自行車的形狀和外觀直接關(guān)系到自行車折疊的美觀性。我們需要從整體上對(duì)折疊自行車進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)于各個(gè)部件的大小和位置進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)美感。4.設(shè)計(jì)檢驗(yàn)階段在完成設(shè)計(jì)后，我們需要測(cè)試自行車的設(shè)計(jì)。只有不斷測(cè)試，我們才能不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)工作，以達(dá)到我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)，滿足大眾的需要。對(duì)于折疊自行車而言，設(shè)計(jì)的適用性和合理性就顯得尤為重要了。這關(guān)系到人們?cè)隍T行的時(shí)候，是否能夠省力的騎行，能否滿足必要的需求。設(shè)計(jì)要素1.實(shí)用性折疊自行車首先是一輛自行車，這就需要其作為自行車而言要實(shí)用，使人們?cè)隍T行的時(shí)候，感受到設(shè)計(jì)帶來(lái)的方便和舒適。2.藝術(shù)性雖然作為日用品的折疊自行車不需要做的太過(guò)華麗，但是隨著人們的生活水平提高，對(duì)于精神方面的要求也隨之上升，這就需要我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)考慮到藝術(shù)性。3.工藝性對(duì)于折疊自行車的生產(chǎn)工藝而言，也不能采用原始的辦法進(jìn)行處理，還是需要在工藝上進(jìn)行創(chuàng)新。這樣才能生產(chǎn)出美觀實(shí)用的自行車。4.經(jīng)濟(jì)性這是我們?cè)O(shè)計(jì)中的一個(gè)重要考慮因素。只有降低了成本，高效率的利用了原材料，才能呼應(yīng)綠色環(huán)保，獲得一個(gè)很好地利潤(rùn)。例如在下料的時(shí)候，需要采用合適的方法進(jìn)行原料的處理。實(shí)現(xiàn)方法以及預(yù)期目標(biāo)所需要滿足的要求：CAD軟件、參考文獻(xiàn)及主要的設(shè)計(jì)參考數(shù)據(jù)。主要的困難：因?yàn)樗鶎W(xué)的知識(shí)比較有限，對(duì)于折疊自行車的特性不是特別的熟悉，所以我不能夠迅速的算出它的尺寸大小。還有對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)觀念來(lái)說(shuō)，也是我的一項(xiàng)弱點(diǎn)，我想象到的設(shè)計(jì)可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)大大小小的錯(cuò)誤，再加上我對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容不是特別的清楚，所以在繪制裝配圖當(dāng)中不好把握箱體的具體尺寸。解決的方式：雖然我比較笨，但是我知道不會(huì)就提問或者通過(guò)書籍自己查詢翻閱資料，如果書本上不能夠帶給我答案，我就會(huì)去咨詢專業(yè)老師，請(qǐng)他給我解答，最后再把學(xué)到的東西總結(jié)起來(lái)。與此同時(shí)，再與相應(yīng)的生產(chǎn)資料相結(jié)合，從而能夠更好的學(xué)習(xí)。還要查看咨詢翻閱折疊自行車設(shè)計(jì)的相關(guān)性息，與自身的專業(yè)相對(duì)應(yīng)，從而才能夠做出合理的設(shè)計(jì)。按照折疊自行車的要求以及系統(tǒng)的參考數(shù)據(jù)，模擬設(shè)定我們所選的方案，選定傳輸動(dòng)力的副級(jí)為設(shè)計(jì)當(dāng)中最為主要的傳輸動(dòng)力零部件，繪制2D的總體裝配圖以及主要的零部件圖紙，電腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中所涉及到的重要數(shù)據(jù)，然后寫出自己的論文，并且對(duì)格式的要求在進(jìn)一步細(xì)化，最后按照論文的要求來(lái)完成這次設(shè)計(jì)的所有內(nèi)容。小結(jié)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)。在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，讓我有了全新的理解。經(jīng)過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我能夠明白，做起來(lái)比說(shuō)起來(lái)要難的多。對(duì)我以后的生活和工作有很大的幫助。從這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，幫助我打破常規(guī)的知識(shí)體系，能夠靈活的運(yùn)用相關(guān)的知識(shí)。把理論與實(shí)踐相結(jié)合最后得出好的設(shè)計(jì)方案，例如，設(shè)計(jì)圖的繪制；零件的放置方位以及元件是怎樣更好的組合的。這要求我們必須把知識(shí)能夠熟練的運(yùn)用，對(duì)知識(shí)有非常深入的了解。相對(duì)而言我們經(jīng)常學(xué)習(xí)的知識(shí)是有很充分的理解和使用的。由這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠清楚的認(rèn)識(shí)到自己的不足之處以及我們需要改善的方面有哪些，在很多方面有很大的問題需要處理。零件的設(shè)計(jì)并不像我想的那么簡(jiǎn)單。這并不意味著我們可以按照書中教導(dǎo)的指示。此設(shè)計(jì)傳遞給我的不僅是一個(gè)好的測(cè)試，而且是重新開始的好機(jī)會(huì)。有了系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)，經(jīng)過(guò)畢業(yè)課題設(shè)計(jì)，在以后的工作中，相信自己有能力面對(duì)未來(lái)所發(fā)生的困難和以后的挑戰(zhàn)；這次的畢業(yè)課題設(shè)計(jì)并不是代表結(jié)束，而是一個(gè)嶄新的開始。從這以后就需要我必須獨(dú)立的面對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，需要運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來(lái)解決將來(lái)將會(huì)面臨的挑戰(zhàn)。

第一章折疊式自行車總體方案1.1折疊式自行車的創(chuàng)新來(lái)源本設(shè)計(jì)是基于傳統(tǒng)折疊式自行車的改進(jìn)。通過(guò)分析，我們可以知道折疊自行車折疊的效率并不高，即使折疊后仍然需要大量的空間。那么我們就需要在折疊上下功夫，還需要對(duì)于各個(gè)部件進(jìn)行工藝上的改造，加強(qiáng)折疊的效率。同時(shí)我們可以發(fā)現(xiàn)后座對(duì)于空間的占用大，并且沒有實(shí)際的需求。我們?cè)谶@次設(shè)計(jì)上決定大膽取消后座，這樣即減小了體積，又減少了材料，使得成本更低，更符合消費(fèi)者的需要。1.2折疊式自行車方案設(shè)計(jì)目前，有各種各樣的自行車。本文的設(shè)計(jì)主要與傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相結(jié)合。分析了性能要求，并按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)推送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了如下方案：1、方案的特點(diǎn)及創(chuàng)新1.該方案采取大量三角形結(jié)構(gòu)，從而確保該產(chǎn)品的穩(wěn)定性及耐用性2.鏈條傳動(dòng)使動(dòng)力能更好的傳遞，達(dá)到省力的效果。3.轉(zhuǎn)向由前輪控制轉(zhuǎn)向，并有通過(guò)鏈輪帶等轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向。三角形是結(jié)構(gòu)形式最穩(wěn)定的。雖然三角形的關(guān)節(jié)是力中心，但它僅限于張力和壓力，而彎矩一般不存在。如圖1.1（a）圖1.1車架簡(jiǎn)圖只要三角形的兩個(gè)桿或三個(gè)桿是可靠和安全的，它們就可以確保安全性和便攜性。相反，如果其中一個(gè)不是三角形，如圖1.1（b）所示，開口結(jié)構(gòu)的桿將不可避免地具有最大彎曲點(diǎn)。最大彎曲點(diǎn)的時(shí)刻足以產(chǎn)生最大應(yīng)力。在力的重復(fù)作用下，材料產(chǎn)生疲勞，此時(shí)隱藏的危險(xiǎn)被埋藏并埋在這一點(diǎn)上。斷裂包括桿自身的失效和連接點(diǎn)的焊接。其結(jié)果是車體的分離和前輪和后輪的分離，導(dǎo)致駕車者遭受嚴(yán)重?fù)p失。本次設(shè)計(jì)的車架方案如圖1.2所示圖1.2折疊自行車車架模型前叉部件它由前叉和前軸組成。叉車部分的上端與車把和車架相匹配。叉車部分的下端與前軸和前輪相匹配，自行車的導(dǎo)向部分被制成。前叉可以相對(duì)于框架上的框架的前管靈活地旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)前叉改變前輪的方向，前叉在保持折疊自行車的行駛時(shí)起到非常重要的作用。本次設(shè)計(jì)的折疊自行車前叉如下圖1.3所示圖1.3折疊自行車前叉部件前軸部分的花盤放在輻條中部，以收緊桿，使兩部分結(jié)合在一起，然后將整個(gè)車身稱為前輪，后橋部件放置在后輪的中部，這兩個(gè)部分由輻條組裝在一起，以便它們被集成然后安裝。上部輪胎的整體結(jié)構(gòu)被稱為折疊自行車的后輪。由于折疊自行車的重量增加，車輪的外徑小于或等于310mm，以保證車輛的穩(wěn)定性。如圖1.4所示圖1.4車輪部件總體設(shè)計(jì)方案如圖1.5所示圖1.5折疊自行車總體設(shè)計(jì)方案1.3本章總結(jié)章首先對(duì)折疊自行車進(jìn)行了簡(jiǎn)單的概述，給出了折疊自行車傳動(dòng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，并對(duì)方案進(jìn)行比較，總體設(shè)計(jì)方案里分別對(duì)傳動(dòng)原理、系統(tǒng)組成進(jìn)行闡述。

人體工程學(xué)與自行車設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原則自行車的設(shè)計(jì)尺寸是按照人體的大小來(lái)設(shè)計(jì)的。每個(gè)部分的定位是基于人體的大小。包括身高，體重，上臂長(zhǎng)，前臂長(zhǎng)，大腿長(zhǎng)，小腿長(zhǎng)，坐高，坐姿頸椎，坐姿眼高，坐姿肩高，坐姿肘高，坐姿大腿，坐姿膝高，小腿加足，坐深，臀膝距，坐姿下肢。下表為主體的大小和在中國(guó)成年人人體尺寸（從gb10000-2010中國(guó)成年人人體尺寸提?。绫?.1所示表2.1我國(guó)成年人人體主要尺寸和坐姿人體尺寸2.2人機(jī)工程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)1、人與支撐部件的關(guān)系，如圖2.1所示圖2.1人-車界面關(guān)系支撐部分包括車架、前叉、鞍座和車把，它們是自行車的車架。這一部分起到支撐的作用，同時(shí)又能將各個(gè)部分串聯(lián)起來(lái)，形成一個(gè)整體。2.3影響自行車性能的人體原因影響自行車性能的人體原因非常的多，現(xiàn)主要分析下面講述的幾點(diǎn)：1．人重量的因素2．人下肢的肌肉力量3．人輸出的功率4．人腳踩踏的速度5．人平衡的機(jī)能6．人手的握力7．人的疲勞程度2.4自行車設(shè)計(jì)構(gòu)造的要素解析除了上面所說(shuō)的因素之外，還有許多影響自行車性能的機(jī)械因素。為了能夠更好地發(fā)揮自行車的性能，一定要將把人的因素以及機(jī)械因素有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而來(lái)協(xié)調(diào)人以及車輛。1．速比鏈輪的傳動(dòng)比與鏈輪直徑是一樣的，通?？刂圃?.0之內(nèi)。為了持續(xù)不斷地進(jìn)行奔跑，肌肉的負(fù)荷大約是最大肌肉力量的10%，并且通過(guò)選擇速比和曲柄速度可以獲得更好的效果。2．曲柄長(zhǎng)度如果按照人體的長(zhǎng)度或下肢的長(zhǎng)度考慮曲柄的長(zhǎng)度，則可以使勞動(dòng)更輕松、更舒適。一般來(lái)說(shuō)，曲柄長(zhǎng)度的參考長(zhǎng)度是人體長(zhǎng)度的十分之一，相當(dāng)于大腿骨長(zhǎng)度的一半。3．三接點(diǎn)的方位正確騎行的位置通過(guò)騎手以及自行車的三個(gè)連接位置來(lái)決定的，如鞍座位置A位置B和踏板位置C，如圖2.2（a）所示。按照三點(diǎn)調(diào)整的方法，AC和AB相等，AB＝AC=13cm，A點(diǎn)比B點(diǎn)稍微矮了一點(diǎn)，大概是5.5cm。4．鞍座位置最經(jīng)常使用的設(shè)計(jì)或者矯正鞍座位置的方式是使腋窩的中心靠近鞍座中部，這樣，中指能夠接觸裝配鏈輪的中軸。圖2.2自行設(shè)計(jì)構(gòu)造的要素2.5人一車動(dòng)態(tài)特性解析1.動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定性自行車的穩(wěn)定性是行駛過(guò)程中的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)平衡穩(wěn)定性。2.力學(xué)特性自行車在平地上轉(zhuǎn)動(dòng)的條件是通過(guò)輪胎和地面之間的接觸點(diǎn)，在側(cè)向力（和離心力的平衡）和自行車的總重量（人和車的重量）之間的聯(lián)合力線。3.轉(zhuǎn)向特性自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)有三種情況，如下圖所示。

圖2.3人-車系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性當(dāng)車手的傾角大于自行車車的傾角時(shí)，轉(zhuǎn)向被稱為內(nèi)旋轉(zhuǎn)，如圖2.3（C）所示。騎車人的傾斜角小于自行車的傾斜角。在這一點(diǎn)上，轉(zhuǎn)向叫做向外滾動(dòng)。見圖2.3（D）。折疊式自行車機(jī)械部分計(jì)算3.1功率的計(jì)算1、輸入功率的計(jì)算把這個(gè)當(dāng)作參考，正常人踩蹬自行車的力量大概是25~45N，娛樂的狀況之下，我們預(yù)估計(jì)算是30N，踩蹬速度適當(dāng)?shù)倪x取是1.5轉(zhuǎn)/秒，所以這次設(shè)計(jì)的人的輸出功率是（3.1）180mm是普通自行車的踩踏杠的長(zhǎng)度。2、傳動(dòng)效率查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們能夠得知：踩踏關(guān)節(jié)的損失：=0.97鏈傳動(dòng)的損失：=0.96滾動(dòng)軸承：=0.96軸系效率：=0.98由以上算出的總的傳動(dòng)效率：==0.83（3.2）所以明輪的輸出功率為：（3.3）3.2傳動(dòng)比按照傳動(dòng)比的普通的分配準(zhǔn)則，我們應(yīng)該讓每一級(jí)級(jí)傳動(dòng)的承載能力相等，考慮到在騎乘自行車的時(shí)候，通常的分配的傳動(dòng)比大概是2.5左右，為了適應(yīng)以及習(xí)慣在陸地上的運(yùn)動(dòng)習(xí)慣及降低生產(chǎn)成本，我們這里就優(yōu)先選擇使用鏈傳動(dòng)比是2.5的傳動(dòng)比。3.3前后鏈輪之間的鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.3.1設(shè)計(jì)的要求確認(rèn)鏈條的型號(hào)節(jié)數(shù)、排數(shù)、鏈輪齒數(shù)、、鏈輪的構(gòu)造、材質(zhì)、幾何尺寸的大小、中心距離、壓軸力、潤(rùn)滑的形式、張緊設(shè)備已經(jīng)得知設(shè)計(jì)的條件：低速平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，傳遞的功率，主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速，從動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)3.6。3.3.2設(shè)計(jì)的過(guò)程（1）選擇鏈輪的齒數(shù)、在18-115之間來(lái)選取齒數(shù)。（2）計(jì)算當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率按照鏈傳動(dòng)運(yùn)行工作的狀況、主動(dòng)鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動(dòng)的功率修正是當(dāng)量的單排計(jì)算功率（3.4），查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們能夠得知，查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們可以知道，因?yàn)槭菃闻沛湥虼耍?.5）（3）確認(rèn)鏈條的型號(hào)以及節(jié)距鏈條的型號(hào)按照當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率以及主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速通過(guò)查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們能夠得知。然后查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們可以知道鏈條節(jié)距p。確認(rèn)鏈條的型號(hào)是：09A確認(rèn)鏈條的節(jié)距是：13.8（4）計(jì)算鏈節(jié)距和中心距初次選擇中心的距離，按照下列的式子來(lái)進(jìn)行計(jì)算鏈節(jié)數(shù)（3.6）把圓整是偶數(shù)鏈傳動(dòng)最大的中心距離是：（3.7）式子當(dāng)中，是中心距離計(jì)算系數(shù)，查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們能夠得知=0.24907（5）計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式（3.8）按照鏈速V，查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們可以知道，潤(rùn)滑方式為定期人工潤(rùn)滑（6）計(jì)算鏈傳動(dòng)在軸上的壓軸力有效圓周力：N（3.9）壓軸力=1.10x59.49=65.439N（3.10）（7）設(shè)計(jì)總結(jié)，如表3.1所示。表3.1設(shè)計(jì)總結(jié)3.4軸的設(shè)計(jì)軸承在軸的組件當(dāng)中是非常重要的一部分。其中它主要是受到了類型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、以及內(nèi)部的零件配置、還有其精度都會(huì)影響到軸的內(nèi)部組件的工作職能。滾動(dòng)軸承它的摩擦力的阻力是相對(duì)較少的，養(yǎng)護(hù)都很簡(jiǎn)單，是可以在所無(wú)確定的環(huán)境下進(jìn)行穩(wěn)定的工作。滾動(dòng)的軸承的生產(chǎn)工藝是比較復(fù)雜的，所以是由專門的工廠進(jìn)行生產(chǎn)的，在選擇使用的時(shí)候是非常的方便的，在很多的行業(yè)被使用。滾動(dòng)的軸承的噪聲就是比較大的，而且它的數(shù)量是有限的，也包括了它的剛度是會(huì)產(chǎn)生變化的，相對(duì)比而言，在使用的過(guò)程中用一些潤(rùn)滑脂在它的結(jié)構(gòu)里面。這樣是可以防止漏油的情況發(fā)生的。因?yàn)槭褂脻L動(dòng)軸承是有很多的優(yōu)點(diǎn)的，且它的加工的工藝是非常高的，因此在很多的時(shí)候我們都會(huì)是用滾動(dòng)的軸承。軸承的選擇，我們是需要按照它的一定的精度以及確定的剛度進(jìn)行選擇的，其主要的目的就是把精度和剛度有所提高，軸承之間的縫隙是可以調(diào)節(jié)的。用線來(lái)控制的軸承的剛度要好一點(diǎn)，但是在一定溫度的變化情況下是循序，我們就對(duì)經(jīng)常用到的幾種軸承進(jìn)行分析：角接觸的軸承很多時(shí)候是用在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下的。滾動(dòng)軸承所接觸的跟他不一樣。這個(gè)的軸承的接觸點(diǎn)的剛度比較低，并且剛度是很低的。就是想要提高的剛度以及所能承受的最大值。軸承的精度是能夠被分成2、4、5、6、0的這五級(jí)的。最高的就是2級(jí)，0級(jí)是最普通的一級(jí)，軸承主要的分為4級(jí)，高精度的分為2級(jí)，要求比較低的就是其他的幾級(jí)了。因?yàn)檩S承的主要的工作的精度就是屬于旋轉(zhuǎn)式的精度，以及箱體式的軸承，是按照一定的空隙進(jìn)行加工生產(chǎn)的。所以在軸承的內(nèi)外徑的取值上沒有要求的那么嚴(yán)格，這樣也可以降低生產(chǎn)的成本。3.4.1鏈輪上力的計(jì)算軸上傳遞的功率=65.439×0.87×0.87×0.87=41.74w（3.11）轉(zhuǎn)矩=9550000=9550000×30.63/150=1950110N.mm（3.12）3.4.2材料可選軸的材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.4.3計(jì)算軸的最小直徑查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們可以知道可取d=120，因?yàn)檩S的直徑不超過(guò)10mm，并且還有3個(gè)鍵槽，所以把軸徑增加了25%，也就是說(shuō)d=7.177x(1+0.25)=7.177x1.25=8.9712mm（3.13）把軸徑圓整是標(biāo)準(zhǔn)的直徑，選取d=12mm3.4.4軸構(gòu)造的設(shè)計(jì)1、軸外形的構(gòu)造，如圖3.1所示。圖3.1軸外形構(gòu)造3.5軸的校驗(yàn)核對(duì)需要驗(yàn)算傳動(dòng)軸薄弱環(huán)節(jié)處的傾角荷撓度。一般將軸化為集中載荷下的簡(jiǎn)支梁，其撓度和傾角計(jì)算公式見【5】表7-15求出各載荷作用下所產(chǎn)生的撓度和傾角，然后疊加，注意方向符號(hào)，在同一平面上進(jìn)行代數(shù)疊加，不在同一平面上進(jìn)行向量疊加。通過(guò)受力分析，（3.14）最大的撓度：（3.15）（3.16）查詢【1】表格3.12，它的許用撓度；。3.6鍵的檢驗(yàn)核對(duì)鍵以及軸的材質(zhì)都是鋼，通過(guò)許用擠壓應(yīng)力，選取其中間的數(shù)值，。鍵的工作長(zhǎng)度，鍵和輪榖鍵槽的接觸高度。通過(guò)【4】式（6-1）能夠得出（3.17）T—傳遞的轉(zhuǎn)矩：N·m；k—鍵與輪轂鍵槽的接觸高度：k=0.5h，此處h為鍵的高度：mm；l—鍵的工作長(zhǎng)度：mm，圓頭平鍵l=L-b，L為鍵的公稱長(zhǎng)度：mm，b為鍵的寬度：mm；d—鍵的直徑：mm；能夠看見連接的擠壓強(qiáng)度足夠了，鍵的標(biāo)記為：3.7軸承的校驗(yàn)核對(duì)軸軸承的校驗(yàn)核對(duì)Ⅰ軸選用的是深溝球軸承6206，它基本的額定負(fù)荷是19.5KN，因?yàn)檫@個(gè)軸的轉(zhuǎn)速是定值，因此齒輪越小越靠近軸承，對(duì)軸承的要求越高。按照設(shè)計(jì)的要求，應(yīng)該對(duì)Ⅰ軸未端的滾子軸承來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)核對(duì)。軸傳遞的轉(zhuǎn)矩（3.18）∴受力（3.19）按照受力分析以及受力圖可以得出軸承的徑向力是，如圖3.2軸受力分析圖所示。圖3.2軸受力分析圖在水平面：（3.20）在水平面：（3.21）∴（3.22）因軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，又因?yàn)椴皇茌S向力，查詢翻閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料我們可以知道載荷系數(shù)，取，則有：（3.23）軸承的壽命計(jì)算:所以按軸承的受力大小計(jì)算壽命（3.24）故該軸承6206能滿足要求。其他軸的軸承校驗(yàn)核對(duì)同上，均符合要求。折疊自行車的三維設(shè)計(jì)4.1UG

NX三維建模技術(shù)NX軟件主要是用于設(shè)計(jì)中使用，對(duì)于各個(gè)部件和材料進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)需求。這一軟件功能強(qiáng)大，兼容性好，能夠滿足我們的設(shè)計(jì)需要，同時(shí)其性能的優(yōu)越，人性化的操作，使得我們簡(jiǎn)單易學(xué)，能夠很好地掌握使用。4.2折疊自行車的三維建模

折疊自行車結(jié)構(gòu)的三維模型如下圖所示。圖4.1（UG三維模型）此為總體設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)總圖，利用UG里面的命令來(lái)實(shí)行建模1.中部機(jī)構(gòu)的三維模型如下圖所示，通過(guò)草繪圓形，拉伸切除命令得出使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊草繪開關(guān)，選取前視基準(zhǔn)面畫出草圖如下圖所示。圖4.2畫出草圖2、畫好該特征的草圖之后，點(diǎn)擊拉伸開關(guān)再進(jìn)行特征的生成，拉伸開關(guān)里面具有參數(shù)選擇的功能，能夠設(shè)置它的厚度，選取不同類別尺寸大小的生成，它拉伸菜單如下圖所示。圖4.3拉伸命令示意圖3、拉伸后設(shè)置的參考數(shù)據(jù)能夠適當(dāng)利用求出差命令，使中間4個(gè)孔成型，如下圖所示。圖4.4求差命令示意圖圖4.5側(cè)固定板三維示意圖以上為中部機(jī)構(gòu)的三維建模過(guò)程，同樣的道理，其他零部件的三維模型，它的方法基本是一樣的，只是使用的特征開關(guān)不一樣，操作的方法基本都是一樣的。圖4.6橫梁前部結(jié)構(gòu)三維示意圖圖4.7前端剎車三維示意圖圖4.8前叉三維示意圖圖4.9鏈輪三維示意圖圖4.10擋泥板三維示意圖圖4.11后剎車三維示意圖圖4.12輪胎三維示意圖圖4.13車座三維示意圖4.3折疊自行車的裝配我們通常使用UG軟件進(jìn)行組裝。如果零件是已經(jīng)設(shè)計(jì)好的，我們可以直接導(dǎo)入就能夠組裝起來(lái)；還有一種則是需要按照實(shí)際的情況不斷的開發(fā)出新的部件和尺寸才能夠完成裝配。組裝模塊可以在較短的時(shí)間內(nèi)組裝各種組件并生成列表。我們可以實(shí)時(shí)調(diào)整和設(shè)計(jì)產(chǎn)品，使我們可以更好地設(shè)計(jì)并最終生成三維圖紙。下圖為組件裝配好的三維圖：圖4.14三維模型中的裝配結(jié)論大學(xué)短暫時(shí)期在這里匆匆要走向末端，然這對(duì)我的僅僅是人生其中的一個(gè)里程碑，新的旅途已然在前方向我揮手。大學(xué)期間的學(xué)識(shí)歷程都有著老師長(zhǎng)輩、朋友以及親人的鼓勵(lì)，旅途雖然艱辛但也會(huì)收貨許多許多，于論文即將劃上一個(gè)完美的句號(hào)時(shí)，又開始對(duì)這完美猶豫，此時(shí)五味陳雜。我會(huì)仰慕許多名人，但是我卻急迫想要把我心中無(wú)限仰慕送給一個(gè)普普通通的人，那就是我的師長(zhǎng)。我也許在你眼中并不出類拔萃，但是你在我心中卻又重要的地位。您教學(xué)負(fù)責(zé)，您的思想和博學(xué)都無(wú)時(shí)無(wú)刻不在影響這我，讓我有了一個(gè)上升的積極態(tài)度。您能夠讓我受到了創(chuàng)新的思維觀念的影響，創(chuàng)建了偉大的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)，明白了最基礎(chǔ)的考量方式，由課題題目的斷定至論文寫作的學(xué)習(xí),通過(guò)您耐性的解說(shuō),進(jìn)而通過(guò)考量后的心領(lǐng)神會(huì),往往使我豁然開朗。這次的課題設(shè)計(jì)就要完了，六月畢業(yè)季里，是有很多的內(nèi)心感觸。我進(jìn)行死板的學(xué)習(xí)知識(shí)，其實(shí)在實(shí)際的運(yùn)用中行就是一片空白。這次的課題畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我明白，實(shí)際做要比說(shuō)起來(lái)難的多?；仡^看看畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，我感覺到這個(gè)過(guò)程是非常困難的，好的是，還是取得了一定的成效。第一我需要感謝我的指導(dǎo)老師劉志剛老師，在畢業(yè)的課題設(shè)計(jì)當(dāng)中，我會(huì)遇到許多許多的困難，在遇到困難后，我想到的第一個(gè)辦法就是找劉志剛老師，讓劉老師給我建議，讓我可以解決我所遇到的問題。由這次的課題畢業(yè)設(shè)計(jì)，我也是很清楚的明白了自己的不足和自己需要改正的地方，只有理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，才能夠發(fā)現(xiàn)自己的知識(shí)缺乏的程度，其實(shí)我們都懂得一個(gè)道理就是在理論跟實(shí)際之間是由很大的差距。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)相比較對(duì)我而言是一次很好的檢驗(yàn)也是一次很好的開始。有了很系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，是擁有很完整的知識(shí)架構(gòu)，這次的課題畢業(yè)設(shè)計(jì)并不是結(jié)束，在我看來(lái)就是一個(gè)很好的開始。以后的我需要獨(dú)立的進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，面對(duì)未來(lái)，就要我自己能夠更好的運(yùn)用我自己所學(xué)的知識(shí)。最后，希望各位老師能給我的課題畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠提出更多的建議跟指導(dǎo)，讓我能更好的運(yùn)用自己的專業(yè)知識(shí)。長(zhǎng)春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[1]邱宣懷．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2007.[2]孫恒，陳作模.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2000.[3]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：高等教育出版社，2006.[4]秦世倫.材料力學(xué)[M].成都：四川大學(xué)出版社，2009[5]馬俊，王玫.機(jī)械制圖[M].第四版.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2007.[6]何燦群.人體工學(xué)與藝術(shù)設(shè)計(jì)[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2004[7]阮寶湘，郡祥華.工業(yè)設(shè)計(jì)人體工程[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[8]王三明.機(jī)械原理與設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005[9]閆衛(wèi)．工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)程序與實(shí)例[M]北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.[10