無鏈條自行車的設(shè)計完整【含12張CAD圖紙、說明書】【QX系列】

無鏈條自行車的設(shè)計完整【含12張CAD圖紙、說明書】【QX系列】,含12張CAD圖紙、說明書,QX系列,鏈條,自行車,設(shè)計,完整,完全,12,十二,cad,圖紙,說明書,仿單,qx,系列 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）題目（中文）： 無鏈條自行車設(shè)計 （英文）： No chain bike 學 院 工學院 專業(yè)班級 14機設(shè)1班 學生姓名 苗蒙 學 號 14110117 指導教師 程志青 完 成 日 期 年 月 上海師范大學天華學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），題目無鏈條自行車設(shè)計 是本人在指導教師的指導下，進行研究工作所取得的成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明。除此之外，本設(shè)計（論文）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明應(yīng)承擔的法律責任。 作者(簽名)： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書（2018 屆）題目（中文）： 無鏈條自行車設(shè)計 （英文）： No chain bike 學 院 工學院 專業(yè)班級 機械設(shè)計制造及其自動化1班 學生姓名 苗 蒙 學 號 14110117 指導教師 程志青 專業(yè)負責人 (簽章) 日 期： 年 月 日一、 畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容與具體要求（任務(wù)及背景、工作環(huán)境、成果形式、著重培養(yǎng)的能力、有實驗環(huán)節(jié)的要提出主要技術(shù)指標、要求）隨著社會的發(fā)展和時代的進步，人們的生活節(jié)奏明顯加快，為了節(jié)約時間而提出的“最后一公里”概念，也成了人們急切需要解決的問題。自行車由于自身所具有的低碳、環(huán)保、健康等特點也重新引起了人們的重視，于是，形形色色的具有創(chuàng)意的自行車也成為人們設(shè)計的方向，對無鏈條自行車的設(shè)計也具有現(xiàn)實意義。設(shè)計要求：通過查閱資料及設(shè)計運算的方式，完成無鏈條自行車的總體方案，包括傳動機構(gòu)、制動機構(gòu)等，對相關(guān)零部件的進行設(shè)計、計算及結(jié)構(gòu)強度的校核。運用二維CAD等工具軟件完成無鏈條自行車的裝配圖1張、核心零件的零件圖23張，總量達到2張A1的工作量。編寫無鏈條自行車的設(shè)計說明書一份（字數(shù)1500020000），字數(shù)、格式符合學院規(guī)定要求。撰寫開題報告，查閱并翻譯規(guī)定字數(shù)的外文科技文獻。具備條件：熟練應(yīng)用二維及三維繪圖軟件。熟練掌握機械制圖、機械設(shè)計等機械相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識，有一定的解決生產(chǎn)實踐問題的能力。二、畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排起訖日期工作內(nèi)容備 注第一周第二周第三周第四周第五周第八周第九周第十一周第十一周第十二周下達設(shè)計任務(wù)、外文翻譯資料，完成相關(guān)資料的查閱、收集工作，完成外文翻譯和開題設(shè)計方案確定，完成開題報告完成無鏈條自行車的設(shè)計計算、總體方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計完成自行車的零件圖和裝配圖、完成畢業(yè)設(shè)計初稿修改畢業(yè)設(shè)計及圖紙，完成畢業(yè)設(shè)計終稿，準備答辯三、所需的資料和主要參考文獻1濮良貴，紀名剛主編機械設(shè)計，北京：高等教育出版社，20102吳宗澤主編機械設(shè)計師手冊 ，北京：機械工業(yè)出版社，20093西工大機械原理及機械零件教研室編機械原理，北京：高等教育出版社，20134林茂用多功能可調(diào)式防盜無鏈條自行車研制南陽理工學院學報，2015注：1. 本任務(wù)書需雙面打印，由指導教師填寫并經(jīng)所在學院審核確認；2. 本任務(wù)書按畢業(yè)設(shè)計（論文）裝訂要求，裝訂在學生的“畢業(yè)設(shè)計（論文）”文本內(nèi)，學院存檔；3. 指導教師、學生可各執(zhí)一份復印件，供檢查論文進度時使用；4. 本表也適用于畢業(yè)設(shè)計（報告）。上海師范大學天華學院 2018 屆 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導記錄表題 目無鏈條自行車設(shè)計學生姓名苗蒙學 號14110117學 院工學院專業(yè) / 班級14機設(shè)1班主指導教師程志青輔助指導教師第一階段工作進度及指導記錄對確定題目、開題報告的指導意見學生簽名： 日期： 年 月 日 指導教師簽名： 日期： 年 月 日第二階段工作進度及指導記錄對論文提綱、設(shè)計方案的評價及修改意見學生簽名： 日期： 年 月 日 指導教師簽名： 日期： 年 月 日第三階段工作進度及指導記錄對畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查的評價及修改意見學生簽名： 日期： 年 月 日 指導教師簽名： 日期： 年 月 日第四階段工作進度及指導記錄對畢業(yè)設(shè)計（論文）的評價及修改意見學生簽名： 日期： 年 月 日 指導教師簽名： 日期： 年 月 日 論 文 驗 收記 錄文件驗收按畢業(yè)設(shè)計（論文）文本裝訂順序驗收。畢業(yè)設(shè)計(論文)文本封面 誠信聲明 任務(wù)書 開題報告 指導記錄表 摘要 目錄 正文 參考文獻 致謝 附錄 外文科技文獻譯文 封底 畢業(yè)設(shè)計（論文）文本電子版是否同意答辯 同意 不同意 論文材料齊全且符合要求，同意指導教師意見。 論文材料不符合要求，退回整改。專業(yè)負責人簽名： 年 月 日 說 明1. 本記錄由指導教師分階段填寫并妥善保存，面談方式要有學生簽名確認，填寫完畢后指導教師交學院教學秘書置于學生畢業(yè)設(shè)計（論文）材料內(nèi)，統(tǒng)一裝訂；2. 指導教師的評分應(yīng)結(jié)合學生的畢業(yè)設(shè)計（論文）工作表現(xiàn)，視其是否認真嚴謹、主動負責來評定；3. 本表須雙面打??；4. “外文科技文獻譯文”也可不放入“畢業(yè)設(shè)計（論文）文本”內(nèi)，單獨成冊；“畢業(yè)設(shè)計（論文）文本電子版”指刻錄的光盤；5. 本表也適用于畢業(yè)設(shè)計（報告）。無鏈條自行車的設(shè)計摘要本文將介紹無鏈條自行車的設(shè)計。目前，市面上流行的自行車基本都為鏈條式自行車，人力腳蹬搭配鏈傳動，帶動自行車后輪轉(zhuǎn)動，從而完成自行車的正常運轉(zhuǎn)。雖然鏈傳動自行車是目前最簡單，最優(yōu)化的產(chǎn)品，但是不可避免的，鏈傳動自行車仍然有很多缺點，比如，當鏈傳動部件老化之后容易引起鏈條脫落現(xiàn)象，并且鏈傳動的瞬時傳動比是變化的，工作時有噪聲，而且需要頻繁的潤滑和張緊措施。鑒于此，設(shè)計了無鏈條自行車。根據(jù)能起到健身和安裝更簡單的要求，完成了總體方案的設(shè)計。采用曲柄搖桿機構(gòu)來代替原有的鏈傳動機構(gòu)，并采用兩套曲柄搖桿機構(gòu)順利解決轉(zhuǎn)動過程中出現(xiàn)的死點問題。曲柄搖桿自行車的設(shè)計具有安裝簡便，安全可靠，造價低，傳動比精確等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：自行車，無鏈條，曲柄搖桿機構(gòu) Design of Bicycle Without ChainAbstractThis paper introduces the design of bicycle without chain. At present, currently popular bicycle is chain transmission bike. Through using pedal bike turning to lead the rear wheels. Although even transmission bicycle is one of the most simple, high-speed operation optimization of products, but inevitable chain bike still has many faults, for example, chain in the form of bicycle in high speed running time easy to cause the chain falls off phenomenon, and recommends the instantaneous velocity ratio is change,and it job with noise, and need lubrication and a tight measures. In view of this, design an bike without chain. According to can play the fitness and more simple installation requirements, completed the overall scheme design. Using the crank rocker organization instead of the original chain transmission mechanism, and the two sets of crank rocker organization solved successfully turn appeared in the process of dead spots. The design of the crank rocker bicycle convenient installation, safe and reliable, low cost, transmission ratio accurate, etc. Keywords: bicycle，no chain，crank rocker organization目錄摘要IAbstractII1 緒論11.1無鏈條自行車的設(shè)計意義11.2自行車設(shè)計的分類及其特點11.3國內(nèi)的研究狀況及發(fā)展趨勢31.4研究的主要內(nèi)容42 方案的選擇與論證52.1設(shè)計要求52.2曲柄搖桿驅(qū)動部分的分析與選擇52.3無鏈條自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計52.4設(shè)計特點63 無鏈條自行車傳動裝置的設(shè)計73.1 傳動機構(gòu)尺寸分析73.2摩擦力分析114 傳動裝置的校核分析134.1 搖桿校核（db段）134.2 連桿校核（bc段）174.3 曲柄盤上的銷釘?shù)男：?85 附件機構(gòu)選用與分析195.1折疊機構(gòu)的分析195.2 前輪制動機構(gòu)分析205.2后輪制動系統(tǒng)分析216 總結(jié)22參考文獻23致 謝24III1 緒論1.1無鏈條自行車的設(shè)計意義 隨著社會的發(fā)展和時代的進步，人們的生活節(jié)奏明顯加快，代步工具強勢占據(jù)著人們生活的方方面面，實實在在的為人們節(jié)省著時間。上世紀初，汽車的發(fā)明極大的影響了人們的生活，讓人們的出行更加方便。但隨著社會日益強調(diào)環(huán)保，低碳，綠色的話題，自行車的重要性又一次引起人們的重視。它清潔無污染，響應(yīng)了低碳環(huán)保的倡議和號召，同時又能讓腦力勞動大于體力勞動的工作者們有一次健身的機會。如今市面上流行的自行車是多年來人們智慧的結(jié)晶，極盡完美。但除此之外，仍有不乏創(chuàng)意的各式自行車問世，展示著它們各自的特點，無鏈條自行車的設(shè)計為人們的生活添姿添彩，讓人們在騎車過程中感受到省力與健身并存，簡單與安全同在。1.2自行車設(shè)計的分類及其特點 自行車的歷史可以追溯到19世紀，那時候自行車的設(shè)計不成熟，是純粹的人力自行車。無傳動裝置，依靠腳蹬地面作為驅(qū)動。但隨著設(shè)計者們的不斷完善，如今的市面上應(yīng)用最廣泛的當屬鏈傳動自行車，但是也有依靠齒輪傳動的自行車，并且在日本已經(jīng)投產(chǎn)。（1） 鏈傳動自行車圖1-1鏈傳動自行車 23鏈傳動自行車是目前廣為流行的一種自行車，它結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，安全可靠。采用鏈傳動形式，腳蹬中軸處安裝大鏈盤，后軸處安裝飛輪，將鏈條安裝在兩個鏈盤上 通過腳蹬中軸使鏈條轉(zhuǎn)動，并帶動后軸飛輪轉(zhuǎn)動，飛輪與自行車后輪固定在一起，從而驅(qū)動自行車后輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)自行車的運轉(zhuǎn)。傳動性能好，并且傳動穩(wěn)定。這種自行車是當前公認的具有最優(yōu)性的自行車。鏈傳動自行車目前有多種樣式和不同的尺寸大小，但基本原理相同。 齒輪傳動自行車圖1-2齒輪傳動原理 齒輪傳動自行車原理如圖所示，是以汽車傳動軸的原理發(fā)明出來的。中軸和后輪軸分別安裝一小一 大兩套圓盤錐齒輪，配合左右腳對稱，總共安裝4個圓盤錐齒輪。一根傳動軸兩端分別安裝兩個小的錐齒輪，并且完全與前后兩套圓盤齒輪相嚙合。人力腳蹬中軸是較小的圓盤齒輪轉(zhuǎn)動，并引起與之相嚙合的錐齒輪的轉(zhuǎn)動，從而通過傳動軸將力傳遞到后軸處較大的圓盤齒輪上，從而帶動后輪轉(zhuǎn)動，完成自行車的驅(qū)動過程。這種自行車的優(yōu)點是沒有鏈條，所以不存在鏈條脫落的麻煩，由于齒輪嚙合精確，所以傳動比高 。但是這種自行車有明顯的缺點，不符合大眾的廣泛需要。因為采用錐齒輪傳動時，對齒輪的加工要求較高，精度要求嚴格，制造成本相對較高，很難在人們的生活中大量普及。并且齒輪保養(yǎng)很重要，因此齒輪的傳動過程都是在密閉的箱體中進行的，所以當出現(xiàn)故障時，非專業(yè)人員很難清除故障。 帶傳動自行車圖1-3 帶傳動原理 美國的一家公司推出了一種新型自行車，用皮帶式傳動系統(tǒng)代替了以往的鏈條傳動，看上去非常漂亮，但這樣的新技術(shù)帶來的絕不僅僅是外觀的改善。帶傳動的原理如圖所示，同鏈傳動原理基本相同，只是將鏈條換成了皮帶，將鏈輪換成了類似齒輪。整個運轉(zhuǎn)過程好像齒輪與齒條的傳動。皮帶比普通的鏈條要更加輕便，騎車時產(chǎn)生的噪音更小，不會發(fā)生脫鏈的情況，而且也不需要潤滑。但是這種自行車同時也帶來了更貴的價格，造價的高昂使得這種新型自行車難以普及。 1.3國內(nèi)的研究狀況及發(fā)展趨勢目前在我國最為廣泛使用的自行車均為鏈傳動自行車，這種自行車在造價，材料，簡易程度上均可以贏得普通大眾的青睞。結(jié)構(gòu)的簡單也讓自行車出現(xiàn)問題時更加容易解決。齒輪傳動和帶傳動兩種類型的自行車在發(fā)達國家有適當?shù)钠占埃热缯f日本和美國。但是在我國國內(nèi)基本上屬于自行車發(fā)燒友的收藏鐘愛。畢竟高昂的價格和不便修理的情況制約著這兩種自行車的流行程度。雖然鏈傳動自行車已經(jīng)有近乎完美的普及度，但是仍不免有許多設(shè)計者發(fā)揮著自己的聰明才智，設(shè)計出各式各樣的新型自行車。提供實用價值的同時滿足了人們的好奇心和鍛煉了設(shè)計者敢于創(chuàng)新的精神。由此，為了能制造出新型無鏈條自行車，并且造價不高，符合大眾能接受的水平，同時能培養(yǎng)個人的分析能力和創(chuàng)新精神。于是我設(shè)計了這一款無鏈條自行車。采用曲柄搖桿機構(gòu)作為傳動裝置，利用腳蹬搖桿，使得曲柄做圓周轉(zhuǎn)動，從而帶動自行車后輪轉(zhuǎn)動。這種自行車制造簡單，裝配方便，方便人們出行的同時起到健身作用。1.4研究的主要內(nèi)容1、分析曲柄搖桿機構(gòu)的工作原理：由搖桿作為主動件，通過連桿帶動曲柄轉(zhuǎn)動。2、分析設(shè)計曲柄搖桿機構(gòu)各個構(gòu)件的尺寸大小及構(gòu)件校核。3、分析自行車折疊部分的工作。4、分析自行車制動系統(tǒng)的工作。2 方案的選擇與論證2.1設(shè)計要求一種無鏈條自行車，后輪驅(qū)動，采用兩套曲柄搖桿機構(gòu)進行傳動，騎車者可以兩腳踏踩左右搖桿，帶動曲柄（后輪）轉(zhuǎn)動，要求能順利通過死點位置。剎車靈敏可靠，可折疊，車身長150cm，高度95cm。座的高度可調(diào)節(jié)。2.2曲柄搖桿驅(qū)動部分的分析與選擇 方案一：采用兩套曲柄搖桿系統(tǒng)并列安裝的方式。這種方式是腳蹬最舒服的安裝方式，兩套系統(tǒng)并列安裝時，踩踏時兩腳正好處于對稱位置，如同踩踏鏈條式自行車時一樣，一上一下，用力均勻，發(fā)力飽滿。但是這種安裝方式不易解決死點問題，當曲柄搖桿處于死點位置時，如何大的力也不會驅(qū)動曲柄轉(zhuǎn)動。雖然可以在踩踏時躲開死點發(fā)力，并在運動過程中利用似于縫紉機腳踏板的活動現(xiàn)象一樣，靠慣性躲過死點位置的限制，但是這樣的安排方式極大的約束了起始點的位置。 方案二：采用兩套曲柄搖桿機構(gòu)錯位排列安裝。這種方式雖然不能使兩腳處于完全對稱的位置，發(fā)力不好，并且運動過程中兩腿也不協(xié)調(diào)，影響美觀。但是錯位排列可以避開兩套系統(tǒng)同時處于死點位置。當一側(cè)系統(tǒng)處于死點位置時，另一套系統(tǒng)錯開死點，使得無論在何種位置開始蹬踏，都不會受死點現(xiàn)象的影響。綜上所述，選用方案二進行設(shè)計。2.3無鏈條自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計本設(shè)計是一種用于日常生活的交通工具，除了有新奇和時尚的設(shè)計元素之外，還具有健身功能，并具備傳統(tǒng)自行車的一切基本特點?？茖W，簡單，有效的無鏈條自行車依靠曲柄搖桿機構(gòu)作為傳動部分，以人力腳蹬作為驅(qū)動源。兩套曲柄搖桿機構(gòu)左右安裝，左右腳分別踏在搖桿部分。搖桿以傳統(tǒng)自行車的腳蹬中軸部分作為支承軸，以連桿連接曲柄轉(zhuǎn)動，曲柄以后輪軸作為回轉(zhuǎn)中心。將傳統(tǒng)的鏈傳動自行車的后輪飛輪換成圓盤式結(jié)構(gòu)代替曲柄。并通過脹緊連接安裝在后輪上，實現(xiàn)帶動后輪的轉(zhuǎn)動。車架的中部設(shè)置折疊機構(gòu)，能使自行車方便折疊，減小占地空間。自行車配有安全可靠的剎車系統(tǒng)，保證騎車者在騎車過程中實現(xiàn)安全的緊急制動。剎車系統(tǒng)前兩輪采用傳統(tǒng)的閘皮摩擦車輪的形式實現(xiàn)制動。后輪則安裝抱閘系統(tǒng)，使后輪制動更加安全，更加有效。類似于傳統(tǒng)的自行車，具有前后擋泥板，防止雨天出行時濺雨濺泥。2.4設(shè)計特點本設(shè)計基本結(jié)構(gòu)合理，實用性強，完全可以當作主流的交通工具使用。本設(shè)計的重點是探索和創(chuàng)新。能另辟蹊徑，創(chuàng)造非主流的自行車。鍛煉設(shè)計者發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。并能對整個設(shè)計過程有清晰的認識，具體了解各機構(gòu)的配合運動情況，是一次值得的設(shè)計，更是一次有價值的設(shè)計。3 無鏈條自行車傳動裝置的設(shè)計3.1 傳動機構(gòu)尺寸分析 圖3-1自行車傳動機構(gòu)簡圖曲柄搖桿自行車的整體尺寸要求為長度150cm。為使整體車架穩(wěn)定可靠，取車輪直徑為標準的50cm。如圖3-1所示。a點為搖桿的轉(zhuǎn)動支點，m點為曲柄的轉(zhuǎn)動中心點，位于后輪的圓心位置。am為機架,ab為搖桿，bc為連桿，cm為曲柄。由此amcd組成了曲柄搖桿機構(gòu)。 (1)在某些曲柄搖桿機構(gòu)中，往往是空行程比工作行程快一些，即前者占用的時間比后者少，借以提高工作效率。這種工作特性稱為急回特性，某些時候應(yīng)用這些特性，具有轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，制造簡便等優(yōu)點。然而在此，自行車的傳動機構(gòu)若具有急回特性的話不但沒有它所具有的優(yōu)點，相反，帶來的是比較大的缺點。當此處的曲柄搖桿有急回特性時，腳蹬行程和返回行程速度不同，時間不同，因此使得兩腿上下運動時速度不一，發(fā)力不均，極為不便，并影響美觀。為了解決這種急回特性，采用正置曲柄搖桿機構(gòu)。正置曲柄搖桿機構(gòu)是一種曲柄搖桿機構(gòu)的特例，如圖3-2所示，當搖桿處于兩極限位置時，它與連桿AB的鉸接點和的連線通過曲柄的軸心，分別為各個構(gòu)件的長度。在和中分別有 =經(jīng)化簡后得 此即為正置曲柄搖桿機構(gòu)的條件。顯然，在該機構(gòu)中，搖桿往返兩個行程，曲柄相應(yīng)的轉(zhuǎn)角均為180，無急回特性，其行程變化系數(shù)K1。 圖3-2正置曲柄搖桿機構(gòu)簡圖而曲柄搖桿自行車采用正置曲柄搖桿機構(gòu)時，即保證圖3-1中b，b，m三點共線。(2)為了順應(yīng)人體結(jié)構(gòu)，使人腿部發(fā)力最優(yōu)化，選取搖桿的最大擺角接近于45，即選取如圖所示ad與ma的延長線形成45角。根據(jù)實際經(jīng)驗可知，自行車行進過程中b點有最低點，應(yīng)該保證b點在最低點避免觸地。因此，如圖aob中，有 取am最優(yōu)為35cm。假設(shè)abbm時相交于b1點，則此時有 ，即ab32.34cm根據(jù)計算并結(jié)合理論得知，若保證b，b1，m共線，則有 32.34ab35.35 曲柄搖桿機構(gòu)應(yīng)該符合最基本的定理，即桿長定理： 最短桿最長桿其余兩桿之和，即： am+mcab+bc 正置曲柄搖桿機構(gòu)有： abbcammc 為了使ab在45角內(nèi)有盡可能大的擺角，取ab33cm，則有： 33bcmc35 bcmc3533136 且 35mc33+bc bcmc2 如圖，在abm中，根據(jù)余弦定理，有： 符合條件。 由此解得bc15.6，mc10.39 綜上所述，取am35cm，ab33cm，bc15.6cm，mc10.39cm 符合設(shè)計和計算條件（3）如圖中所示，搖桿的最大擺角即為bab bmmcbc26 在abb中，有： babarccos0.836.87因此求得搖桿的擺角為36.87 為使為自行車騎起來安全，舒適，省力，因此采用左右兩套曲柄搖桿機構(gòu)作為驅(qū)動系統(tǒng)。為避免兩套機構(gòu)同時出現(xiàn)在死點位置，兩套機構(gòu)采用錯位排列的方式安裝。若其中一套處于死點位置時，則另外一套的曲柄安裝在兩死點位置的中間位置，即當壓力角為45的時候。如圖3-3所示圖3-3壓力角為45時的傳動機構(gòu)簡圖3.2摩擦力分析 作用下，自行車由靜止向運動轉(zhuǎn)變的過程中，需要克服前后輪的摩擦力做功。前輪受到靜摩擦力的作用，方向向后。后輪受到滾動摩擦力的作用，方向向前。其中后輪的滾動摩擦力做正功，有利于自行車的前進過程。這兩種摩擦力作為主動力，影響自行車運動狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。當人用力蹬車時，輪胎要轉(zhuǎn)動使接地點有相對于地面向后發(fā)生相對運動的趨勢，后輪輪胎在接地點受到地面提供的向前的摩擦力。自行車車輪采用標準50cm直徑，自行車重量約為15kg，假設(shè)騎車人重85kg，所以人車總質(zhì)量約為100kg。Fmg1000（N）因此，后輪對地面接觸點的壓力為500N已知輪子摩擦阻力矩為：胎與地面之間的滾阻系數(shù)：地面對輪胎的支撐力，取，則有：自行車前進應(yīng)該克服前后兩輪的摩擦力，有： 因此，的有效力對車輪中心的力矩因該克服摩擦力做功，才能實現(xiàn)自行車順利啟動運轉(zhuǎn)。如圖3-4所示。 圖3-4 曲柄搖桿機構(gòu)簡圖 即 由此得知搖桿所需要的傳動力矩為： 取腳踏板ad段長度，則有： 由實際經(jīng)驗得知腳踏自行車的一般用力為25kg，即： 所計算使自行車克服摩擦力而發(fā)生運動的腳踏力在合理范圍內(nèi)，能實現(xiàn)自行車由靜止向運動狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。4.傳動裝置的校核分析4.1 搖桿校核（db段） 曲柄搖桿機構(gòu)均為45鋼，將圖3-1簡化如下圖4-1所示。 圖4-1傳動機構(gòu)簡圖由兩套曲柄搖桿的安裝位置可知，當左側(cè)曲柄搖桿機構(gòu)處于死點位置時，右側(cè)的曲柄搖桿機構(gòu)位于兩死點的中間位置，即壓力角為45當腳踏右側(cè)的曲柄搖桿機構(gòu)作為自行車的啟動狀態(tài)時，有最大腳蹬力，可以校核各個構(gòu)件的強度。為使桿件有更加可靠的安全性，取人的腳踏力為250N。由于bc段為連桿，分析之后確定為二力桿。如圖4-2所示圖4-2連桿受力簡圖 由計算摩擦力得知， ,而圖中與為一對作用力與反作用力。即，方向延連桿指向連桿中心。為一對平衡力，即，方向延連桿指向連桿的中心。搖桿構(gòu)件的受力圖如圖4-3所示。圖4-3搖桿受力簡圖為一對作用力與反作用力，即，方向指向連桿的延長線方向。由圖3-3知，此位置連桿與搖桿的夾角為135.做矢量三角形可以得出的大小和方向。以1：54.45作為比例尺。由可作圖4-4。圖4-4力矢量簡圖由圖4-4可以準確得知搖桿構(gòu)件的剪力圖和彎矩圖分別如圖4-5，4-6所示。圖4-5剪力圖圖4-6彎矩圖 彎矩：梁橫截面的彎曲正應(yīng)力公式為： :橫截面上的彎矩 ：橫截面對中性軸的貫性矩 ：橫截面上所求應(yīng)力點的y坐標選取桿件均為矩形截面桿件：如圖4-7 圖4-7 矩形截面桿件 b0.01m，h0.02m因此橫截面上的最大彎曲正應(yīng)力發(fā)生在距離中性軸最遠的點上，即矩形截面的上下邊緣處，用表示最遠點至中性軸的距離，則最大彎曲正應(yīng)力為： 而被稱為抗彎截面系數(shù)，所以： 對于矩形截面梁有： 當時有最大彎曲正應(yīng)力： ，符合校核條件。4.2 連桿校核（bc段）bc段為連桿，是二力桿，受壓應(yīng)力影響，可分析壓桿穩(wěn)定問題。 :壓桿柔度的極限值 材料的比例極限45鋼的比例極限 而 壓桿長度系數(shù) 壓桿長度 壓桿慣性半徑。 綜上所述，習慣上稱這樣的壓桿為大柔度桿，屬于彈性范圍內(nèi)的穩(wěn)定問題，符合歐拉公式的適用范圍。即符合 其中為長度系數(shù)，它反應(yīng)了桿端約束條件對臨界壓力的影響，如3-1圖中，bc段采用兩端鉸接的形式，所以。I為對形面中心的極慣性距 為彈性模量，45鋼的彈性模量 此即表示bc桿不發(fā)生彎曲變形的臨界壓力為滿足強度條件4.3 曲柄盤上的銷釘?shù)男：?連桿和曲柄盤通過銷釘連接，只需校核銷釘?shù)氖芗羟辛褪軘D壓力即可。如圖4-8所示。圖4-8銷釘受理簡圖F=54.45(N)，銷釘直徑為10mm，許用切應(yīng)力，許用壓應(yīng)力 假設(shè)在擠壓面上擠壓力是均勻分布的，銷釘?shù)臄D壓面是半圓柱面，用擠壓面的正投影面的面積作為計算擠壓面，于是計算擠壓面為。所以擠壓應(yīng)力為：經(jīng)計算分析銷釘?shù)募羟泻蛿D壓強度滿足強度條件。5.附件機構(gòu)選用與分析5.1折疊機構(gòu)的分析為了便于自行車的存放，減少占用空間，自行車采用折疊方式。折疊機構(gòu)如圖5-1所示圖5-1 車架折疊機構(gòu)簡圖1.自行車機架 2.折疊機構(gòu)銷釘 3.彈簧 4.緊固把手 5.連接螺栓 6.金屬墊圈 7.橡膠墊圈 8-折疊機構(gòu)的外殼體 如圖中所示狀態(tài)表示折疊部分為緊固狀態(tài)，機架在折疊機構(gòu)的連接下保持穩(wěn)固。當需要將自行車折疊時，將緊固把手順時針扭轉(zhuǎn)90，由于壓緊在螺栓上的軸向力放松，使得彈簧放松，此時可以扭轉(zhuǎn)螺栓，將其從卡槽中轉(zhuǎn)出，在這時不受力的狀態(tài)下，自行車實現(xiàn)折疊。同理需要將自行車折疊時，只需將螺栓重新轉(zhuǎn)回卡槽，并扭轉(zhuǎn)緊固把手，在彈簧力的作用下實現(xiàn)折疊機構(gòu)的緊固。由于自行車在折疊位置受力不大 ，折疊機構(gòu)僅僅起到保持狀態(tài)的作用，所以折疊機構(gòu)的設(shè)計穩(wěn)固可靠。5.2 前輪制動機構(gòu)分析自行車的制動系統(tǒng)中，前輪采用傳統(tǒng)的剎車機構(gòu)，如圖5-2所示。圖5-2前輪剎車機構(gòu)簡圖1.剎車系統(tǒng)鋼絲軟繩 2.防滑動螺母 3.彈簧 4.固定鋼絲繩螺栓5.右側(cè)剎車零件 6.橡膠摩擦皮 7.左側(cè)剎車零件 8.與前叉連接的螺栓前閘安裝時，通過與前叉連接的螺栓將左右剎車零件串在一起，共同固定在前叉上。鋼絲軟繩穿過左右兩零件的圓孔，將兩者連接在一起。當自行車需要制動時，握住車把處的制動把手，通過鋼絲軟繩的拉動，使得4和7兩零件轉(zhuǎn)動，此時橡膠摩擦皮緊緊貼在前輪內(nèi)圈上，完成剎車過程。制動完成后，松開車把處的制動把手，在彈簧作用下使得左右兩零件開口變大，橡膠摩擦皮與自行車內(nèi)圈分離，不再限制自行車的運轉(zhuǎn)，完成整個制動過程。5.2后輪制動系統(tǒng)分析自行車的制動裝置采用后輪抱閘系統(tǒng)，抱閘的樣式和原理如圖6-1所示。圖6-1抱閘機構(gòu)簡圖1.抱閘外殼體 2.抱閘制動橡膠圈 3.抱閘轉(zhuǎn)動連接件 4.渦卷彈簧抱閘安裝時，將外殼體與內(nèi)殼體相扣連接，并保持一定的間隙，保證自行車在正常行使時不發(fā)生因內(nèi)外殼體的摩擦而發(fā)生的制動現(xiàn)象。當自行車需要剎車制動時，通過手部握住安裝在自行車手把處的制動把手，帶動制動軟鋼絲繩，鋼絲繩與3連接，當抱閘轉(zhuǎn)動連接件在鋼絲繩的牽引力下轉(zhuǎn)動時，帶動2橡膠圈收縮，由于內(nèi)外殼間隙本來不大，當橡膠圈收縮時，就會引起橡膠圈與內(nèi)殼的摩擦，抱閘的原理即是以這種摩擦為基本的制動。當手松開制動把手時，在渦卷彈簧的作用下，橡膠圈返回原位置，內(nèi)外殼體之間重新回到有間隙狀態(tài)，摩擦力消失。自行車制動過程完成，恢復正常運行狀態(tài)。采用抱閘系統(tǒng)，性能安全可靠，制動效果良好，是自行車不可或缺的重要組成部分。6.總結(jié)了解了目前國內(nèi)外自行車行業(yè)的前景以及自行車的發(fā)展趨勢和各種樣式，根據(jù)自己的愛好興趣，以及以合理實用為前提，設(shè)計了這樣一種無鏈條自行車。自行車行業(yè)雖然存在歷史很久，但隨著提倡綠色環(huán)保，自行車行業(yè)依然生機勃勃，設(shè)計的這種新型無鏈條自行車順應(yīng)行業(yè)的發(fā)展，有較大的擴展空間。各式各樣的自行車種類繁多，這種以曲柄搖桿為傳動裝置的自行車比較少見，也不完善，此設(shè)計能在一定程度上填補這方面的空白。這種曲柄搖桿自行車的設(shè)計合理，實用。具備投產(chǎn)和大范圍流行的潛力。投產(chǎn)生產(chǎn)簡單，這種自行車與傳統(tǒng)自行車不同之處僅僅在于傳動機構(gòu)不同。而曲柄搖桿機構(gòu)各個構(gòu)件生產(chǎn)并不復雜，并且左右兩套曲柄搖桿完全相同，只需一種模具便可批量生產(chǎn)。總之，設(shè)計此無鏈條自行車，在理論方面完全合理的情況下，符合實際情況。因此，此次設(shè)計具有實質(zhì)性優(yōu)勢，是一次有價值的設(shè)計。參考文獻1 熊濱生. 現(xiàn)代連桿機構(gòu)設(shè)計. 北京：化學工業(yè)出版社，20042 張曉玲，沈韶華. 實用機構(gòu)設(shè)計分析. 北京：北京航空航天大學出版社，20053 吳宗澤. 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謝首先感謝我的指導教師程志青老師，在她的指導下畢業(yè)設(shè)計得以順利的完成，她嚴謹?shù)闹螌W作風和認真負責的態(tài)度督促我不敢怠慢的學習。她平易近人的態(tài)度也使得我思維不再緊張，可以使我思維更具發(fā)散性，許多設(shè)計中的難點，可以迎刃而解。從課題的選擇、開題報告的撰寫、論文的書寫到圖紙的繪制，都給我親切的關(guān)懷。在設(shè)計遇到瓶頸時，也是老師強硬的態(tài)度，扭轉(zhuǎn)了我浮躁的心情，最終完成了設(shè)計內(nèi)容。感謝同學們對我的幫助，在實習和設(shè)計的過程中他們給了我很多的幫助。由于設(shè)計內(nèi)容廣、計算量大，在做設(shè)計時，同學們給了我巨大的支持！論文完成過程中，同學們互相鼓勵，探討論文，互相幫助，其樂融融。經(jīng)過幾個月的努力，經(jīng)歷了很多難點，最終完成了設(shè)計，對我來說，是對我的慰藉，也是對我付出努力的回報。付出的勞動和汗水總之沒有浪費。收獲很多。我懂得了什么叫做持之以恒，什么叫做困境重生，什么叫做天道酬勤。但在整個過程中我也發(fā)現(xiàn)了自己的不足，我希望將來通過不斷地學習，使自己變得更加優(yōu)秀，貢獻社會。 鑒于自己的知識水平有限，設(shè)計中難免存在缺點和不足，敬請廣大老師和同學們以及讀者批評指正，提出寶貴意見，以便從中汲取經(jīng)驗教訓，加以完善。