無鏈條自行車的設(shè)計(jì)完整【含12張CAD圖紙、說明書】【QX系列】

無鏈條自行車的設(shè)計(jì)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(jì),完整,完全,12,十二,cad,圖紙,說明書,仿單,qx,系列 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題目（中文）： 無鏈條自行車設(shè)計(jì) （英文）： No chain bike 學(xué) 院 工學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 14機(jī)設(shè)1班 學(xué)生姓名 苗蒙 學(xué) 號(hào) 14110117 指導(dǎo)教師 程志青 完 成 日 期 年 月 上海師范大學(xué)天華學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠(chéng)信聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），題目無鏈條自行車設(shè)計(jì) 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，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，本設(shè)計(jì)（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)到本聲明應(yīng)承擔(dān)的法律責(zé)任。 作者(簽名)： 日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書（2018 屆）題目（中文）： 無鏈條自行車設(shè)計(jì) （英文）： No chain bike 學(xué) 院 工學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1班 學(xué)生姓名 苗 蒙 學(xué) 號(hào) 14110117 指導(dǎo)教師 程志青 專業(yè)負(fù)責(zé)人 (簽章) 日 期： 年 月 日一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的要提出主要技術(shù)指標(biāo)、要求）隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，人們的生活節(jié)奏明顯加快，為了節(jié)約時(shí)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(diǎn)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?cè)O(shè)計(jì)的方向，對(duì)無鏈條自行車的設(shè)計(jì)也具有現(xiàn)實(shí)意義。設(shè)計(jì)要求：通過查閱資料及設(shè)計(jì)運(yùn)算的方式，完成無鏈條自行車的總體方案，包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、制動(dòng)機(jī)構(gòu)等，對(duì)相關(guān)零部件的進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的校核。運(yùn)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(dá)到2張A1的工作量。編寫無鏈條自行車的設(shè)計(jì)說明書一份（字?jǐn)?shù)1500020000），字?jǐn)?shù)、格式符合學(xué)院規(guī)定要求。撰寫開題報(bào)告，查閱并翻譯規(guī)定字?jǐn)?shù)的外文科技文獻(xiàn)。具備條件：熟練應(yīng)用二維及三維繪圖軟件。熟練掌握機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)等機(jī)械相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)，有一定的解決生產(chǎn)實(shí)踐問題的能力。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)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(dá)設(shè)計(jì)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(jì)方案確定，完成開題報(bào)告完成無鏈條自行車的設(shè)計(jì)計(jì)算、總體方案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成自行車的零件圖和裝配圖、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿修改畢業(yè)設(shè)計(jì)及圖紙，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)終稿，準(zhǔn)備答辯三、所需的資料和主要參考文獻(xiàn)1濮良貴，紀(jì)名剛主編機(jī)械設(shè)計(jì)，北京：高等教育出版社，20102吳宗澤主編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20093西工大機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編機(jī)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(xué)院學(xué)報(bào)，2015注：1. 本任務(wù)書需雙面打印，由指導(dǎo)教師填寫并經(jīng)所在學(xué)院審核確認(rèn)；2. 本任務(wù)書按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）裝訂要求，裝訂在學(xué)生的“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）”文本內(nèi)，學(xué)院存檔；3. 指導(dǎo)教師、學(xué)生可各執(zhí)一份復(fù)印件，供檢查論文進(jìn)度時(shí)使用；4. 本表也適用于畢業(yè)設(shè)計(jì)（報(bào)告）。上海師范大學(xué)天華學(xué)院 2018 屆 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)記錄表題 目無鏈條自行車設(shè)計(jì)學(xué)生姓名苗蒙學(xué) 號(hào)14110117學(xué) 院工學(xué)院專業(yè) / 班級(jí)14機(jī)設(shè)1班主指導(dǎo)教師程志青輔助指導(dǎo)教師第一階段工作進(jìn)度及指導(dǎo)記錄對(duì)確定題目、開題報(bào)告的指導(dǎo)意見學(xué)生簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 年 月 日第二階段工作進(jìn)度及指導(dǎo)記錄對(duì)論文提綱、設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)及修改意見學(xué)生簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 年 月 日第三階段工作進(jìn)度及指導(dǎo)記錄對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查的評(píng)價(jià)及修改意見學(xué)生簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 年 月 日第四階段工作進(jìn)度及指導(dǎo)記錄對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)價(jià)及修改意見學(xué)生簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 年 月 日 論 文 驗(yàn) 收記 錄文件驗(yàn)收按畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文本裝訂順序驗(yàn)收。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文本封面 誠(chéng)信聲明 任務(wù)書 開題報(bào)告 指導(dǎo)記錄表 摘要 目錄 正文 參考文獻(xiàn) 致謝 附錄 外文科技文獻(xiàn)譯文 封底 畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(dǎo)教師意見。 論文材料不符合要求，退回整改。專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 說 明1. 本記錄由指導(dǎo)教師分階段填寫并妥善保存，面談方式要有學(xué)生簽名確認(rèn)，填寫完畢后指導(dǎo)教師交學(xué)院教學(xué)秘書置于學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料內(nèi)，統(tǒng)一裝訂；2. 指導(dǎo)教師的評(píng)分應(yīng)結(jié)合學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作表現(xiàn)，視其是否認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、主動(dòng)負(fù)責(zé)來評(píng)定；3. 本表須雙面打印；4. “外文科技文獻(xiàn)譯文”也可不放入“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文本”內(nèi)，單獨(dú)成冊(cè)；“畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)（報(bào)告）。無鏈條自行車的設(shè)計(jì)摘要本文將介紹無鏈條自行車的設(shè)計(jì)。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(dòng)，帶動(dòng)自行車后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成自行車的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。雖然鏈傳動(dòng)自行車是目前最簡(jiǎn)單，最優(yōu)化的產(chǎn)品，但是不可避免的，鏈傳動(dòng)自行車仍然有很多缺點(diǎn)，比如，當(dāng)鏈傳動(dòng)部件老化之后容易引起鏈條脫落現(xiàn)象，并且鏈傳動(dòng)的瞬時(shí)傳動(dòng)比是變化的，工作時(shí)有噪聲，而且需要頻繁的潤(rùn)滑和張緊措施。鑒于此，設(shè)計(jì)了無鏈條自行車。根據(jù)能起到健身和安裝更簡(jiǎn)單的要求，完成了總體方案的設(shè)計(jì)。采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)來代替原有的鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并采用兩套曲柄搖桿機(jī)構(gòu)順利解決轉(zhuǎn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的死點(diǎn)問題。曲柄搖桿自行車的設(shè)計(jì)具有安裝簡(jiǎn)便，安全可靠，造價(jià)低，傳動(dòng)比精確等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：自行車，無鏈條，曲柄搖桿機(jī)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(jì)意義11.2自行車設(shè)計(jì)的分類及其特點(diǎn)11.3國(guó)內(nèi)的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)31.4研究的主要內(nèi)容42 方案的選擇與論證52.1設(shè)計(jì)要求52.2曲柄搖桿驅(qū)動(dòng)部分的分析與選擇52.3無鏈條自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52.4設(shè)計(jì)特點(diǎn)63 無鏈條自行車傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)73.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸分析73.2摩擦力分析114 傳動(dòng)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(jī)構(gòu)選用與分析195.1折疊機(jī)構(gòu)的分析195.2 前輪制動(dòng)機(jī)構(gòu)分析205.2后輪制動(dòng)系統(tǒng)分析216 總結(jié)22參考文獻(xiàn)23致 謝24III1 緒論1.1無鏈條自行車的設(shè)計(jì)意義 隨著社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，人們的生活節(jié)奏明顯加快，代步工具強(qiáng)勢(shì)占據(jù)著人們生活的方方面面，實(shí)實(shí)在在的為人們節(jié)省著時(shí)間。上世紀(jì)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(huì)日益強(qiáng)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(hào)召，同時(shí)又能讓腦力勞動(dòng)大于體力勞動(dòng)的工作者們有一次健身的機(jī)會(huì)。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(diǎn)，無鏈條自行車的設(shè)計(jì)為人們的生活添姿添彩，讓人們?cè)隍T車過程中感受到省力與健身并存，簡(jiǎn)單與安全同在。1.2自行車設(shè)計(jì)的分類及其特點(diǎn) 自行車的歷史可以追溯到19世紀(jì)，那時(shí)候自行車的設(shè)計(jì)不成熟，是純粹的人力自行車。無傳動(dòng)裝置，依靠腳蹬地面作為驅(qū)動(dòng)。但隨著設(shè)計(jì)者們的不斷完善，如今的市面上應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬鏈傳動(dòng)自行車，但是也有依靠齒輪傳動(dòng)的自行車，并且在日本已經(jīng)投產(chǎn)。（1） 鏈傳動(dòng)自行車圖1-1鏈傳動(dòng)自行車 23鏈傳動(dòng)自行車是目前廣為流行的一種自行車，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，安全可靠。采用鏈傳動(dòng)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(gè)鏈盤上 通過腳蹬中軸使鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)后軸飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪與自行車后輪固定在一起，從而驅(qū)動(dòng)自行車后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自行車的運(yùn)轉(zhuǎn)。傳動(dòng)性能好，并且傳動(dòng)穩(wěn)定。這種自行車是當(dāng)前公認(rèn)的具有最優(yōu)性的自行車。鏈傳動(dòng)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(dòng)自行車圖1-2齒輪傳動(dòng)原理 齒輪傳動(dòng)自行車原理如圖所示，是以汽車傳動(dòng)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(duì)稱，總共安裝4個(gè)圓盤錐齒輪。一根傳動(dòng)軸兩端分別安裝兩個(gè)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(dòng)，并引起與之相嚙合的錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過傳動(dòng)軸將力傳遞到后軸處較大的圓盤齒輪上，從而帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，完成自行車的驅(qū)動(dòng)過程。這種自行車的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)比高 。但是這種自行車有明顯的缺點(diǎn)，不符合大眾的廣泛需要。因?yàn)椴捎缅F齒輪傳動(dòng)時(shí)，對(duì)齒輪的加工要求較高，精度要求嚴(yán)格，制造成本相對(duì)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(dòng)過程都是在密閉的箱體中進(jìn)行的，所以當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，非專業(yè)人員很難清除故障。 帶傳動(dòng)自行車圖1-3 帶傳動(dòng)原理 美國(guó)的一家公司推出了一種新型自行車，用皮帶式傳動(dòng)系統(tǒng)代替了以往的鏈條傳動(dòng)，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(dòng)的原理如圖所示，同鏈傳動(dòng)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(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過程好像齒輪與齒條的傳動(dòng)。皮帶比普通的鏈條要更加輕便，騎車時(shí)產(chǎn)生的噪音更小，不會(huì)發(fā)生脫鏈的情況，而且也不需要潤(rùn)滑。但是這種自行車同時(shí)也帶來了更貴的價(jià)格，造價(jià)的高昂使得這種新型自行車難以普及。 1.3國(guó)內(nèi)的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)目前在我國(guó)最為廣泛使用的自行車均為鏈傳動(dòng)自行車，這種自行車在造價(jià)，材料，簡(jiǎn)易程度上均可以贏得普通大眾的青睞。結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單也讓自行車出現(xiàn)問題時(shí)更加容易解決。齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)兩種類型的自行車在發(fā)達(dá)國(guó)家有適當(dāng)?shù)钠占?，比如說日本和美國(guó)。但是在我國(guó)國(guó)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(jià)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(dòng)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(jì)者發(fā)揮著自己的聰明才智，設(shè)計(jì)出各式各樣的新型自行車。提供實(shí)用價(jià)值的同時(shí)滿足了人們的好奇心和鍛煉了設(shè)計(jì)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(jià)不高，符合大眾能接受的水平，同時(shí)能培養(yǎng)個(gè)人的分析能力和創(chuàng)新精神。于是我設(shè)計(jì)了這一款無鏈條自行車。采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為傳動(dòng)裝置，利用腳蹬搖桿，使得曲柄做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)自行車后輪轉(zhuǎn)動(dòng)。這種自行車制造簡(jiǎn)單，裝配方便，方便人們出行的同時(shí)起到健身作用。1.4研究的主要內(nèi)容1、分析曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的工作原理：由搖桿作為主動(dòng)件，通過連桿帶動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)。2、分析設(shè)計(jì)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各個(gè)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(dòng)系統(tǒng)的工作。2 方案的選擇與論證2.1設(shè)計(jì)要求一種無鏈條自行車，后輪驅(qū)動(dòng)，采用兩套曲柄搖桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳動(dòng)，騎車者可以兩腳踏踩左右搖桿，帶動(dòng)曲柄（后輪）轉(zhuǎn)動(dòng)，要求能順利通過死點(diǎn)位置。剎車靈敏可靠，可折疊，車身長(zhǎng)150cm，高度95cm。座的高度可調(diào)節(jié)。2.2曲柄搖桿驅(qū)動(dòng)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(shí)，踩踏時(shí)兩腳正好處于對(duì)稱位置，如同踩踏鏈條式自行車時(shí)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(diǎn)問題，當(dāng)曲柄搖桿處于死點(diǎn)位置時(shí)，如何大的力也不會(huì)驅(qū)動(dòng)曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然可以在踩踏時(shí)躲開死點(diǎn)發(fā)力，并在運(yùn)動(dòng)過程中利用似于縫紉機(jī)腳踏板的活動(dòng)現(xiàn)象一樣，靠慣性躲過死點(diǎn)位置的限制，但是這樣的安排方式極大的約束了起始點(diǎn)的位置。 方案二：采用兩套曲柄搖桿機(jī)構(gòu)錯(cuò)位排列安裝。這種方式雖然不能使兩腳處于完全對(duì)稱的位置，發(fā)力不好，并且運(yùn)動(dòng)過程中兩腿也不協(xié)調(diào)，影響美觀。但是錯(cuò)位排列可以避開兩套系統(tǒng)同時(shí)處于死點(diǎn)位置。當(dāng)一側(cè)系統(tǒng)處于死點(diǎn)位置時(shí)，另一套系統(tǒng)錯(cuò)開死點(diǎn)，使得無論在何種位置開始蹬踏，都不會(huì)受死點(diǎn)現(xiàn)象的影響。綜上所述，選用方案二進(jìn)行設(shè)計(jì)。2.3無鏈條自行車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是一種用于日常生活的交通工具，除了有新奇和時(shí)尚的設(shè)計(jì)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(diǎn)。科學(xué)，簡(jiǎn)單，有效的無鏈條自行車依靠曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為傳動(dòng)部分，以人力腳蹬作為驅(qū)動(dòng)源。兩套曲柄搖桿機(jī)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(dòng)，曲柄以后輪軸作為回轉(zhuǎn)中心。將傳統(tǒng)的鏈傳動(dòng)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(shí)現(xiàn)帶動(dòng)后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。車架的中部設(shè)置折疊機(jī)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(shí)現(xiàn)安全的緊急制動(dòng)。剎車系統(tǒng)前兩輪采用傳統(tǒng)的閘皮摩擦車輪的形式實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。后輪則安裝抱閘系統(tǒng)，使后輪制動(dòng)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(shí)濺雨濺泥。2.4設(shè)計(jì)特點(diǎn)本設(shè)計(jì)基本結(jié)構(gòu)合理，實(shí)用性強(qiáng)，完全可以當(dāng)作主流的交通工具使用。本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)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(jì)者發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。并能對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程有清晰的認(rèn)識(shí)，具體了解各機(jī)構(gòu)的配合運(yùn)動(dòng)情況，是一次值得的設(shè)計(jì)，更是一次有價(jià)值的設(shè)計(jì)。3 無鏈條自行車傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)尺寸分析 圖3-1自行車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖曲柄搖桿自行車的整體尺寸要求為長(zhǎng)度150cm。為使整體車架穩(wěn)定可靠，取車輪直徑為標(biāo)準(zhǔn)的50cm。如圖3-1所示。a點(diǎn)為搖桿的轉(zhuǎn)動(dòng)支點(diǎn)，m點(diǎn)為曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)，位于后輪的圓心位置。am為機(jī)架,ab為搖桿，bc為連桿，cm為曲柄。由此amcd組成了曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 (1)在某些曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，往往是空行程比工作行程快一些，即前者占用的時(shí)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(shí)候應(yīng)用這些特性，具有轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，制造簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。然而在此，自行車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)若具有急回特性的話不但沒有它所具有的優(yōu)點(diǎn)，相反，帶來的是比較大的缺點(diǎn)。當(dāng)此處的曲柄搖桿有急回特性時(shí)，腳蹬行程和返回行程速度不同，時(shí)間不同，因此使得兩腿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)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(jī)構(gòu)。正置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)是一種曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的特例，如圖3-2所示，當(dāng)搖桿處于兩極限位置時(shí)，它與連桿AB的鉸接點(diǎn)和的連線通過曲柄的軸心，分別為各個(gè)構(gòu)件的長(zhǎng)度。在和中分別有 =經(jīng)化簡(jiǎn)后得 此即為正置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的條件。顯然，在該機(jī)構(gòu)中，搖桿往返兩個(gè)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(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖而曲柄搖桿自行車采用正置曲柄搖桿機(jī)構(gòu)時(shí)，即保證圖3-1中b，b，m三點(diǎn)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(zhǎng)線形成45角。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可知，自行車行進(jìn)過程中b點(diǎn)有最低點(diǎn)，應(yīng)該保證b點(diǎn)在最低點(diǎn)避免觸地。因此，如圖aob中，有 取am最優(yōu)為35cm。假設(shè)abbm時(shí)相交于b1點(diǎn)，則此時(shí)有 ，即ab32.34cm根據(jù)計(jì)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(jī)構(gòu)應(yīng)該符合最基本的定理，即桿長(zhǎng)定理： 最短桿最長(zhǎng)桿其余兩桿之和，即： am+mcab+bc 正置曲柄搖桿機(jī)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(jì)和計(jì)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(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。為避免兩套機(jī)構(gòu)同時(shí)出現(xiàn)在死點(diǎn)位置，兩套機(jī)構(gòu)采用錯(cuò)位排列的方式安裝。若其中一套處于死點(diǎn)位置時(shí)，則另外一套的曲柄安裝在兩死點(diǎn)位置的中間位置，即當(dāng)壓力角為45的時(shí)候。如圖3-3所示圖3-3壓力角為45時(shí)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.2摩擦力分析 作用下，自行車由靜止向運(yùn)動(dòng)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(dòng)摩擦力的作用，方向向前。其中后輪的滾動(dòng)摩擦力做正功，有利于自行車的前進(jìn)過程。這兩種摩擦力作為主動(dòng)力，影響自行車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。當(dāng)人用力蹬車時(shí)，輪胎要轉(zhuǎn)動(dòng)使接地點(diǎn)有相對(duì)于地面向后發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，后輪輪胎在接地點(diǎn)受到地面提供的向前的摩擦力。自行車車輪采用標(biāo)準(zhǔn)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(duì)地面接觸點(diǎn)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(duì)輪胎的支撐力，取，則有：自行車前進(jìn)應(yīng)該克服前后兩輪的摩擦力，有： 因此，的有效力對(duì)車輪中心的力矩因該克服摩擦力做功，才能實(shí)現(xiàn)自行車順利啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖3-4所示。 圖3-4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 即 由此得知搖桿所需要的傳動(dòng)力矩為： 取腳踏板ad段長(zhǎng)度，則有： 由實(shí)際經(jīng)驗(yàn)得知腳踏自行車的一般用力為25kg，即： 所計(jì)算使自行車克服摩擦力而發(fā)生運(yùn)動(dòng)的腳踏力在合理范圍內(nèi)，能實(shí)現(xiàn)自行車由靜止向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。4.傳動(dòng)裝置的校核分析4.1 搖桿校核（db段） 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)均為45鋼，將圖3-1簡(jiǎn)化如下圖4-1所示。 圖4-1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖由兩套曲柄搖桿的安裝位置可知，當(dāng)左側(cè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)處于死點(diǎn)位置時(shí)，右側(cè)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)位于兩死點(diǎn)的中間位置，即壓力角為45當(dāng)腳踏右側(cè)的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)作為自行車的啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，有最大腳蹬力，可以校核各個(gè)構(gòu)件的強(qiáng)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(jiǎn)圖 由計(jì)算摩擦力得知， ,而圖中與為一對(duì)作用力與反作用力。即，方向延連桿指向連桿中心。為一對(duì)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(jiǎn)圖為一對(duì)作用力與反作用力，即，方向指向連桿的延長(zhǎng)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(jiǎn)圖由圖4-4可以準(zhǔn)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(duì)中性軸的貫性矩 ：橫截面上所求應(yīng)力點(diǎn)的y坐標(biāo)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(yuǎn)的點(diǎn)上，即矩形截面的上下邊緣處，用表示最遠(yuǎn)點(diǎn)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(duì)于矩形截面梁有： 當(dāng)時(shí)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(zhǎng)度系數(shù) 壓桿長(zhǎng)度 壓桿慣性半徑。 綜上所述，習(xí)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(zhǎng)度系數(shù)，它反應(yīng)了桿端約束條件對(duì)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(duì)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(qiáng)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(jiǎn)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(jì)算擠壓面，于是計(jì)算擠壓面為。所以擠壓應(yīng)力為：經(jīng)計(jì)算分析銷釘?shù)募羟泻蛿D壓強(qiáng)度滿足強(qiáng)度條件。5.附件機(jī)構(gòu)選用與分析5.1折疊機(jī)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(jī)構(gòu)如圖5-1所示圖5-1 車架折疊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.自行車機(jī)架 2.折疊機(jī)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(jī)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(jī)架在折疊機(jī)構(gòu)的連接下保持穩(wěn)固。當(dāng)需要將自行車折疊時(shí)，將緊固把手順時(shí)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(shí)可以扭轉(zhuǎn)螺栓，將其從卡槽中轉(zhuǎn)出，在這時(shí)不受力的狀態(tài)下，自行車實(shí)現(xiàn)折疊。同理需要將自行車折疊時(shí)，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(shí)現(xiàn)折疊機(jī)構(gòu)的緊固。由于自行車在折疊位置受力不大 ，折疊機(jī)構(gòu)僅僅起到保持狀態(tài)的作用，所以折疊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)穩(wěn)固可靠。5.2 前輪制動(dòng)機(jī)構(gòu)分析自行車的制動(dòng)系統(tǒng)中，前輪采用傳統(tǒng)的剎車機(jī)構(gòu)，如圖5-2所示。圖5-2前輪剎車機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.剎車系統(tǒng)鋼絲軟繩 2.防滑動(dòng)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(shí)，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(dāng)自行車需要制動(dòng)時(shí)，握住車把處的制動(dòng)把手，通過鋼絲軟繩的拉動(dòng)，使得4和7兩零件轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)橡膠摩擦皮緊緊貼在前輪內(nèi)圈上，完成剎車過程。制動(dòng)完成后，松開車把處的制動(dòng)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(yùn)轉(zhuǎn)，完成整個(gè)制動(dòng)過程。5.2后輪制動(dòng)系統(tǒng)分析自行車的制動(dòng)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(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖1.抱閘外殼體 2.抱閘制動(dòng)橡膠圈 3.抱閘轉(zhuǎn)動(dòng)連接件 4.渦卷彈簧抱閘安裝時(shí)，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(shí)不發(fā)生因內(nèi)外殼體的摩擦而發(fā)生的制動(dòng)現(xiàn)象。當(dāng)自行車需要?jiǎng)x車制動(dòng)時(shí)，通過手部握住安裝在自行車手把處的制動(dòng)把手，帶動(dòng)制動(dòng)軟鋼絲繩，鋼絲繩與3連接，當(dāng)抱閘轉(zhuǎn)動(dòng)連接件在鋼絲繩的牽引力下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)2橡膠圈收縮，由于內(nèi)外殼間隙本來不大，當(dāng)橡膠圈收縮時(shí)，就會(huì)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(dòng)。當(dāng)手松開制動(dòng)把手時(shí)，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(dòng)過程完成，恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。采用抱閘系統(tǒng)，性能安全可靠，制動(dòng)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(guó)內(nèi)外自行車行業(yè)的前景以及自行車的發(fā)展趨勢(shì)和各種樣式，根據(jù)自己的愛好興趣，以及以合理實(shí)用為前提，設(shè)計(jì)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(jī)勃勃，設(shè)計(jì)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(kuò)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(dòng)裝置的自行車比較少見，也不完善，此設(shè)計(jì)能在一定程度上填補(bǔ)這方面的空白。這種曲柄搖桿自行車的設(shè)計(jì)合理，實(shí)用。具備投產(chǎn)和大范圍流行的潛力。投產(chǎn)生產(chǎn)簡(jiǎn)單，這種自行車與傳統(tǒng)自行車不同之處僅僅在于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不同。而曲柄搖桿機(jī)構(gòu)各個(gè)構(gòu)件生產(chǎn)并不復(fù)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)?？傊?，設(shè)計(jì)此無鏈條自行車，在理論方面完全合理的情況下，符合實(shí)際情況。因此，此次設(shè)計(jì)具有實(shí)質(zhì)性優(yōu)勢(shì)，是一次有價(jià)值的設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)1 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謝首先感謝我的指導(dǎo)教師程志青老師，在她的指導(dǎo)下畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利的完成，她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度督促我不敢怠慢的學(xué)習(xí)。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(jì)中的難點(diǎn)，可以迎刃而解。從課題的選擇、開題報(bào)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(jì)遇到瓶頸時(shí)，也是老師強(qiáng)硬的態(tài)度，扭轉(zhuǎn)了我浮躁的心情，最終完成了設(shè)計(jì)內(nèi)容。感謝同學(xué)們對(duì)我的幫助，在實(shí)習(xí)和設(shè)計(jì)的過程中他們給了我很多的幫助。由于設(shè)計(jì)內(nèi)容廣、計(jì)算量大，在做設(shè)計(jì)時(shí)，同學(xué)們給了我巨大的支持！論文完成過程中，同學(xué)們互相鼓勵(lì)，探討論文，互相幫助，其樂融融。經(jīng)過幾個(gè)月的努力，經(jīng)歷了很多難點(diǎn)，最終完成了設(shè)計(jì)，對(duì)我來說，是對(duì)我的慰藉，也是對(duì)我付出努力的回報(bào)。付出的勞動(dòng)和汗水總之沒有浪費(fèi)。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(gè)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(xué)習(xí)，使自己變得更加優(yōu)秀，貢獻(xiàn)社會(huì)。 鑒于自己的知識(shí)水平有限，設(shè)計(jì)中難免存在缺點(diǎn)和不足，敬請(qǐng)廣大老師和同學(xué)們以及讀者批評(píng)指正，提出寶貴意見，以便從中汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，加以完善。