踏板自行車的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì) 文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 踏板式自行車的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 侯旭東 學(xué) 號(hào) 8011212129 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì) 班 級(jí) 16 指導(dǎo)老師 楊丙輝 日 期 2016 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 16屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì) 文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì) 文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 前 言 本設(shè)計(jì)主要對(duì)踏板式自行車進(jìn)行設(shè) 計(jì)，在總體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新，使用四桿機(jī)構(gòu)、齒輪、棘輪、直流電機(jī)、死飛、電瓶等機(jī)構(gòu)，擺脫傳統(tǒng)自行車騎行時(shí)雙腳必須做圓周運(yùn)動(dòng)，只需通過(guò)上下踩動(dòng)踏板，使曲柄作圓周運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最后實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)的目的。同時(shí)在傳動(dòng)的過(guò)程中由死飛和鏈條配合，帶動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)直流電機(jī)作為發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，將產(chǎn)生的電能由電瓶?jī)?chǔ)存，在騎行者身體乏力時(shí)可用儲(chǔ)存的電能作用于直流電機(jī)，此時(shí)的直流電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)。通過(guò)應(yīng)用機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、人體工程學(xué)等 相關(guān)領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，結(jié)合本課題研究的實(shí)際需要，充分利用計(jì)算機(jī)輔助軟件對(duì)踏板自行車機(jī)械結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括四桿機(jī)構(gòu)、齒輪、棘輪、直流電機(jī)等進(jìn)行了闡述和設(shè)計(jì) 。 關(guān)鍵詞 ： 自行車；踏板；四桿機(jī)構(gòu)；齒輪；棘輪 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì) 文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 目 錄 1 概述 ............................................................... 1 板自行車研究的背景及意義 ........................................................................................... 1 板自行車的常識(shí)和技術(shù)現(xiàn)狀 ........................................................................................... 1 行車的發(fā)展史 ................................................................................................................... 3 2 總體設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................ 6 述 ....................................................................................................................................... 6 計(jì)任務(wù) ............................................................................................................................... 6 計(jì)目的 ............................................................................................................................... 6 力方面的選擇 ................................................................................................................... 6 3 踏板自行車的總體設(shè)計(jì) ............................................................................................................. 8 動(dòng)原理簡(jiǎn)圖和動(dòng)力傳遞路線圖 ....................................................................................... 8 助件 ................................................................................................................................... 8 行車所選用的材料 ........................................................................................................... 9 4 踏板車的設(shè)計(jì)計(jì)算 .............................................................................................................. 10 行車的四桿機(jī)構(gòu) ： ......................................................................................................... 10 輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)： ................................................................................................................. 11 軸： ................................................................................................................................. 13 軸： ................................................................................................................................. 15 流電機(jī) . ........................................................................................................................... 16 瓶 ..................................................................................................................................... 17 簧 ..................................................................................................................................... 18 輪機(jī)構(gòu) ............................................................................................................................. 18 總 結(jié) ................................................................................................................................................. 22 致 謝 ................................................................................................................................................. 23 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................... 24 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì) 文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 工程概況 本文首先介紹了踏板自行車研究的背景及意義。設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是四桿連桿機(jī)構(gòu)，其中包括左右動(dòng)力桿、左右踏板、曲軸、大齒輪等。之后，介紹了踏板自行車的總體設(shè)計(jì)，結(jié)合曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)理論，重點(diǎn)對(duì)一些重要部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算、校核等。簡(jiǎn)要分析了踏板自行車的工作原理、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及各 個(gè)零部件的設(shè)計(jì)及其計(jì)算過(guò)程。 經(jīng)過(guò)本次論文的相關(guān)設(shè)計(jì)，我提出了 現(xiàn)有的健身自行車結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，制造成本很高，而且傳動(dòng)的效率很低；無(wú)論是騎自行車還是在健身房里蹬固定自行車，都是不錯(cuò)的減脂運(yùn)動(dòng)，但久而久之都會(huì)對(duì)身體健康造成不同程度的傷害。而在提倡綠色出行的今天，踏板式自行車以一種全新的方式為騎行者的出行和健身帶來(lái)了很多便捷塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 概述 板自行車研究的背景及意義 自行車被發(fā)明及使用到現(xiàn)在已有兩百年的歷史，這兩百年間人類在不斷的嘗試與研發(fā)過(guò)程中，自行車發(fā)展的目的也從最早的娛樂(lè)用途變?yōu)榻煌ù郊靶蓍e運(yùn)動(dòng)用途，休閑及競(jìng)賽領(lǐng)域 的發(fā)展使自行車研發(fā)工作不斷的精益求精，以滿足求更好成績(jī)表現(xiàn)選手們的需求。 今天，自行車作為交通代步、鍛煉身體、越野旅游、運(yùn)動(dòng)比賽以及少量貨物運(yùn)送工具，已遍及到世界的每個(gè)角落。自行車從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有兩百年的歷史了，從無(wú)傳動(dòng)裝置的雙木輪靠雙腳在地上用力行走、到一個(gè)大輪一個(gè)小輪的高蹺式組合、到充氣輪胎、到飛輪鏈條傳動(dòng)、到山地自行車、一直發(fā)展到后來(lái)的機(jī)械動(dòng)力自行車和現(xiàn)在也叫自行車的電動(dòng)自行車、等等，自行車走過(guò)了它漫長(zhǎng)的發(fā)展歷程。 現(xiàn)有的健身自行車結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，制造成本很高，而且傳動(dòng)的效率很低；無(wú)論是騎自行車還是在 健身房里蹬固定自行車，都是不錯(cuò)的減脂運(yùn)動(dòng)，但久而久之都會(huì)對(duì)身體健康造成不同程度的傷害。而在提倡綠色出行的今天，踏板式自行車以一種全新的方式為騎行者的出行和健身帶來(lái)了很多便捷。 板自行車 的常識(shí)和技術(shù)現(xiàn)狀 行車上的物理知識(shí) 測(cè)量中的運(yùn)用在測(cè)量跑到的長(zhǎng)度時(shí)，可運(yùn)用自行車。如普通車輪的直徑是 。那么轉(zhuǎn)過(guò)一圈長(zhǎng)度為直徑乘圓周率，即約 米，然后，讓車沿這跑道滾動(dòng)，記下滾動(dòng)的圈數(shù) n 則跑道長(zhǎng)為 米。自行車的速度約為（ 2~3） m/s。 (2)減小與增大摩擦。車的前軸，后軸均采用滾 動(dòng)以減小摩擦。為更進(jìn)一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤(rùn)滑劑。多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車的把手的塑料套，腳踏板，閘把套等。變滾動(dòng)摩擦為滑動(dòng)摩擦以增大摩擦。如在剎車時(shí)，車輪不再滾動(dòng)，而在地面上滑動(dòng)，摩擦大大增加了，故車可以迅速停駛。而在剎車的同時(shí)，手用力握緊閘把，增大剎車皮對(duì)鋼圈的壓力以達(dá)到制止車輪滾動(dòng)的目的。 (3)車載重過(guò)量，則車胎受到壓強(qiáng)太大而被壓破。 （ a）一般情況下，充足氣的自行車前、后輪胎著地總面積大約為 S＝ 40，當(dāng)成年人騎自行車前進(jìn)時(shí) ，自行車對(duì)地面的最大壓力大約為 F＝（ 2000N+200N）＝ 2200N，可以計(jì)算出自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)約為 P= （ b）自行車的車座較寬大，可以增大人與車座的接觸面積，減小對(duì)人的壓強(qiáng)，人騎座時(shí)感到舒服。 （ c）在車軸擰螺母處要加一個(gè)墊圈，來(lái)增大受力面積，以減小壓強(qiáng)。 （ d）自行車的腳踏板做得扁而平，來(lái)增大受力面積，以減小它對(duì)腳的壓強(qiáng)。 （ e）自行車的內(nèi)胎要充夠足量的氣體，在氣體的體積、溫度一定時(shí)，氣體的質(zhì)量越大，壓強(qiáng)越大。 （ 4）簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)的運(yùn)用 自行車制動(dòng)系統(tǒng)中的車閘把與連桿是一個(gè)省力杠桿，可增大 對(duì)剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸 :：腳踏板與齒輪；后輪與飛輪及龍、轉(zhuǎn)軸等。 (5)塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2（ a）根據(jù)功的原理：省力必定費(fèi)距離。因此人們?cè)谏掀聲r(shí)，常騎“ s”形路線就是這個(gè)道理 （ b）動(dòng)能和重力勢(shì)能的互相轉(zhuǎn)化。如汽車上坡前，人們要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來(lái)越快，此為勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。 （ c）整體上自行車是費(fèi)力機(jī)械，一般為省距離才騎自行車。頂風(fēng)騎車比頂風(fēng)行走艱難，就是因?yàn)轵T車費(fèi)的力被“放大”了。 （ 6） 快速行 駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪會(huì)跳起來(lái)。這是因?yàn)榍拜喪艿阶枇Χ蝗煌Ｖ惯\(yùn)動(dòng)，但車上的人和后輪沒(méi)有受到阻力，根據(jù)慣性定律，人和后輪要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。所以切記下坡或高速行駛時(shí)，不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車，否則會(huì)出現(xiàn)翻車事故。 （ 7） （ a）當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時(shí)，停止蹬自行車后，自行車仍然前進(jìn)，是由于它具有慣性。 （ b）當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時(shí)，若緊急剎車，一般情況下要先捏緊后剎車，然后再捏緊前剎車，或者前后一起捏緊，這樣做是為了防止人由于慣性而向前飛出去。 (8)（ a）當(dāng)人騎自行 車下坡時(shí)，速度越來(lái)越快，是由于下坡時(shí)人和自行車的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為人和自行車的動(dòng)能。 （ b）當(dāng)人騎自行車上坡之前要緊蹬幾下，目的是增大速度，來(lái)增大人和自行車的動(dòng)能，這樣上坡時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，能上得更高一些。 （ c）自行車的車支架上掛有一個(gè)彈簧，在它彈起時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，車支架自動(dòng)彈起。 在騎自行車的過(guò)程中，我們常常要用到剎車。剎車時(shí)，剎皮與車圈間的摩擦力，會(huì)阻礙后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。手的壓力越大，剎皮對(duì)車圈的壓力就越大，產(chǎn)生的摩擦力也就越大，后輪就轉(zhuǎn)動(dòng)的越慢。如果完全剎死，這時(shí)后輪與 地面之間的摩擦就變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力（原來(lái)為滾動(dòng)摩擦，方向向前），方向向后，阻礙了自行車的運(yùn)動(dòng)，因此就停下來(lái)了。前剎片是利用摩擦力使車輪減速，同時(shí)在接地點(diǎn)產(chǎn)生向后的摩擦力來(lái)使車體減速。以前輪夾式剎車和傳統(tǒng)后輪軸心的盤式剎車來(lái)比較，對(duì)同樣大小的剎車壓力而言，前者因力臂較長(zhǎng)，會(huì)比后者有較大的力矩，效果較佳。 我們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下： 首先，我們選取了一塊水平路面，并在地上畫一根線作為記號(hào)。實(shí)驗(yàn)時(shí)我們讓自行車在通過(guò)這根線時(shí)開始剎車。通過(guò)測(cè)量自行車的剎車痕跡來(lái)判斷不同情況下的剎車狀況。 ①第一組我們模擬的是不按剎車的情景。實(shí) 驗(yàn)中，我們可以看到實(shí)驗(yàn)者騎自行車經(jīng)過(guò)這根線時(shí)沒(méi)有按下剎車，由于自行車具有初速度，所以會(huì)因?yàn)閼T性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，自行車又受到地面滾動(dòng)摩擦力的影響，在行駛了一段距離后，速度逐漸減慢，直至停止。 ②第二組我們模擬的是按前剎車的情景。實(shí)驗(yàn)中，我們可以看到實(shí)驗(yàn)者騎自行車經(jīng)過(guò)這根線時(shí)按下前剎車，由于前輪為從動(dòng)輪，兩輪會(huì)同時(shí)被卡住。此時(shí)，兩輪受到的摩擦力由滾動(dòng)摩擦變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦，在很短的時(shí)間內(nèi)停下來(lái)。 ③第三組我們模擬的是按后剎車的情景。實(shí)驗(yàn)中，我們可以看到實(shí)驗(yàn)者騎自行車經(jīng)過(guò)這根線時(shí)按下后剎車，由于后輪為驅(qū)動(dòng)輪，所以只 有后輪會(huì)被卡住。此時(shí)，后輪受到滑動(dòng)摩擦力，而前輪受到滾動(dòng)摩擦力，自行車仍能在很短時(shí)間內(nèi)停下來(lái)。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)人騎自行車前進(jìn)時(shí)，若遇到緊急情況，一般情況下要先捏緊后剎車，然后再捏緊前剎車，或者前后一起捏緊，這樣做是為了防止人由于慣性而向前飛出去．否則后輪會(huì)跳起來(lái)。這就提醒我們?cè)谙缕禄蚋咚傩旭倳r(shí)，切記不能單獨(dú)用自行車的前閘剎車，否則會(huì)出現(xiàn)翻車事故。 行車的發(fā)展史 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，它的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，既沒(méi)有驅(qū)動(dòng)裝置，也沒(méi)有轉(zhuǎn)向裝置，騎車人靠雙 腳用力蹬地前行，改變方向時(shí)也只能下車搬動(dòng)車子。即使這樣，當(dāng)西夫拉克騎著這輛自行車到公園兜風(fēng)時(shí)，在場(chǎng)的人也都頗為驚異和贊嘆。 圖 11867 年 英國(guó)人麥迪遜設(shè)計(jì)出第一 輛裝有鋼絲輻條的自行車。 1869 年 英國(guó)的雷諾首先用輻條來(lái)拉緊輪輞，用鋼管制成車架，并首先在輪輞上裝上了實(shí)心的橡膠帶，使自行車的重量大大減輕。德國(guó)斯圖加特出現(xiàn)了由后輪導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)的自行車，同時(shí)車上采用了滾動(dòng)軸承、飛輪、腳剎、彈簧等部件。 1874 年 真正具有現(xiàn)代化形式的自行車誕生。英國(guó)人勞森在自行車上別出心裁地裝上鏈條和鏈輪，用后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)推動(dòng)車子前進(jìn)。但仍然不夠協(xié)調(diào)與穩(wěn)定。 1886 年 英國(guó)的機(jī)械工程師斯塔利，從機(jī)械學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度設(shè)計(jì)出了新的自行車樣式，裝上前叉和車閘，使用滾子軸承，前后輪大小同，以保持 平衡，并用鋼管制成了菱形車架，還首次使用了橡膠車輪。 顯著地提高了自行車的騎行性能。斯塔利不僅改進(jìn)了自行車的結(jié)構(gòu)，還改制了許多生產(chǎn)自行車部件用的機(jī)床。 英國(guó)人詹姆斯把自行車前后輪改為大小相同，并增加了鏈條，使其車型與現(xiàn)代自行車基本相同。 1887 年 德國(guó)曼內(nèi)斯公司將無(wú)縫鋼管首先用于自行車生產(chǎn) 1888 年 愛(ài)爾蘭的獸醫(yī)鄧洛普，從醫(yī)治牛胃氣膨脹中得到啟示，將自家花園用來(lái)澆水的橡膠管粘成圓形塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4并打足氣裝在自行車上，這是充氣輪胎的開端。從此，基本奠定了現(xiàn)代自行車的雛形。充氣輪胎是自行車發(fā)展史上的一個(gè)劃時(shí)代的創(chuàng)舉不但從根本 上改變了自行車的騎行性能，也解決了自行車多年來(lái)最令人難受的震動(dòng)問(wèn)題，同時(shí)更把自行車的速度又推進(jìn)了許多。而且完善了自行車的使用功能。 從 1791 年到 1888 年，自行車的發(fā)明和改進(jìn)，經(jīng)歷了近 100 年中這些發(fā)明者的不懈奮斗。從此，基本奠定了現(xiàn)代自行車的雛形。時(shí)至今日，自行車已成為全世界人們使用最多，最簡(jiǎn)單，最實(shí)用的交通工具。也許人們應(yīng)該永遠(yuǎn)記住這些自行車的發(fā)明者們，他們的名字，絲毫不亞于汽車的發(fā)明者卡爾 1925 年以后 世界自行車產(chǎn)量已達(dá) 200 萬(wàn)輛，其中英國(guó)占 50%，成為當(dāng)時(shí)主要的輸出國(guó)。其后自行車得到廣泛的發(fā)展，結(jié)構(gòu)上也有了改進(jìn)和提高。第二次世界大戰(zhàn)后，汽車工業(yè)高速發(fā)展，自行車生產(chǎn)受到影響。 但到 70 年代，由于出現(xiàn)能源危機(jī)，世界上再次出現(xiàn)自行車熱，自行車生產(chǎn)又得到飛速發(fā)展。至 80 年代，全世界自行車產(chǎn)量已超過(guò)八千萬(wàn)輛，中國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)、日本、美國(guó)和西歐成為世界自行車生產(chǎn)中心。 自行車雖然誕生于歐洲，但 20 世紀(jì)卻在亞洲獲得了前所未有的普及和發(fā)展。二次世界大戰(zhàn)后，自行車在日本快速的發(fā)展起來(lái)，后因需要轉(zhuǎn)至臺(tái)灣，使臺(tái)灣的自行車業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，并一度成了亞洲的領(lǐng)導(dǎo)者，現(xiàn)臺(tái)灣的自行車制造業(yè)還是個(gè)中翹楚！我們選擇常用自 行車配件質(zhì)量較好的大部分還是臺(tái)資企業(yè)生產(chǎn)。自行車發(fā)展的目的也從最早的娛樂(lè)用途變?yōu)榻煌ù郊靶蓍e運(yùn)動(dòng)用途，休閑及競(jìng)賽領(lǐng)域的發(fā)展使自行車研發(fā)工作不斷的精益求精，以滿足求更好成績(jī)表現(xiàn)選手們的需求。 電動(dòng)自行車，是指以蓄電池作為輔助能源在普通自行車的基礎(chǔ)上，電動(dòng)自行車，是指以蓄電池作為輔助能源，具有兩個(gè)車輪，能實(shí)現(xiàn)人力騎行、電動(dòng)或電助動(dòng)功能的特種自行車。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)最高時(shí)速、空車質(zhì)量、外形尺寸的相關(guān)規(guī)定，電動(dòng)自行車歸屬非機(jī)動(dòng)車管理范疇，應(yīng)同時(shí)具備以下 5 個(gè)特征：必須具備腳踏行駛功能，蓄電池只作為輔助能源；必須具 備兩個(gè)車輪；設(shè)計(jì)車速不大于 20 公里 /小時(shí)；整車重量不大于 40 公斤；輪胎寬度（胎內(nèi)）不大于 54 毫米。 電動(dòng)自行車的型號(hào)以 種自行車種類的電動(dòng)自行車類）冠號(hào)。它雖然具有普通自行車的外表特征（甚至具有摩托車的外表特征），但是主要的是，它是在普通自行車的基礎(chǔ)上，安裝了電機(jī)、控制器、蓄電池、轉(zhuǎn)把閘把等操縱部件和顯示儀表系統(tǒng)的機(jī)電一體化的個(gè)人交通工具。 2010 年中國(guó)生產(chǎn)的電動(dòng)自行車共計(jì) 2954 萬(wàn)輛，中國(guó)是全球最大的電動(dòng)自行車生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó) ,年產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界總產(chǎn)量和消費(fèi)量的比重均超過(guò) 90%。 無(wú)鏈條自行車： 省 力：騎行輕快與鏈條自行車相比省力 22%。 耐用：使用壽命長(zhǎng)是鏈條自行車的 。 安全：在騎行中安全可靠性是鏈條自行車的 9 倍。 靈便：由于無(wú)大牙盤、鏈罩等大型部件，在運(yùn)行中減少阻力、騎行更加方便。 干凈衛(wèi)生、不夾咬、不污染衣物，每年只注一次潤(rùn)滑油并且徹底消除掉鏈之弊。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單修理方便與鏈條變速車相比易修不易壞，騎行 12000 公里無(wú)須大修。 前踏式無(wú)鏈條自行車，它是由車架、前車輪、后車輪、踏板連動(dòng)器、連桿、驅(qū)動(dòng)器等組成。其特征在于：不需采用鏈輪、鏈條、飛輪等傳動(dòng)零件，變現(xiàn)有自行車的圓周運(yùn)動(dòng)為前踏式上、下踏 動(dòng)，減輕了人體膝關(guān)節(jié)、髁關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)量。踏板連動(dòng)器采用圓錐齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)器采用行星輪傳動(dòng)，使自行車的行駛速度及傳動(dòng)的可靠性都得到了很大的提高。騎行時(shí)不擦掛褲腳，安全舒適，是一種理想的交通工具，特別適用于遠(yuǎn)距離騎行，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，造價(jià)低廉。 新型自行車 路車 地車 避震 市小輪車 市休閑車 性車 行車車架 行裝備 纖制品 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5部碳纖車 世界各國(guó)輕型電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策支持 日本：政府的支持極大地推動(dòng)了輕型電動(dòng)車的發(fā)展。 1993 年 7 月，日本警察廳、交通局發(fā)出了關(guān)于輔助驅(qū)動(dòng)自行車處理意見的通知，規(guī)定這類自行車 (帶有輔助驅(qū)動(dòng)裝置 )只要滿足一定的條件，在法律上可以享受自行車同等待遇。 美國(guó)： 2003 年，美國(guó)總統(tǒng)布什批準(zhǔn)將低速電動(dòng)自行車轉(zhuǎn)由 費(fèi)者產(chǎn)品安全委員會(huì)管理，減少了法規(guī)對(duì)電動(dòng)自行車的許多限制。美國(guó)低速電動(dòng)自行車原本屬于國(guó)家公路交通安全局管轄，被定性為機(jī)動(dòng)車并受到機(jī)動(dòng)車標(biāo)準(zhǔn)的管理，如今新的法規(guī)將管轄權(quán)交給管理自行車的 樣，最高時(shí)速在 32 公里以下的低速電動(dòng)自行車將獲得更大的發(fā)展空間。 另外，美國(guó)一些州的政府開始在政策上鼓勵(lì)市民使用電動(dòng)自行車，有些城市在市區(qū)和商業(yè)區(qū)設(shè)立了電動(dòng)自行車出租商店以方便市民。 歐洲：在歐洲，歐盟執(zhí)委會(huì)在歐洲 10 國(guó)贊助一項(xiàng) 劃，推動(dòng)電動(dòng)車輛的發(fā)展，此計(jì)劃通過(guò)將 1300 輛電動(dòng)自行車發(fā)給大城市，借此刺激歐洲大城市環(huán)保交通工具的使用。歐盟對(duì)于這種智能化的輕型電動(dòng)車極為支持，歐盟對(duì)于購(gòu)買符合標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的消費(fèi)著執(zhí)行“免費(fèi)使用自行車道、上路無(wú)需駕照、無(wú)需上保險(xiǎn)”的優(yōu)惠政策，并且政府啟動(dòng)了名為 專項(xiàng)計(jì)劃，對(duì)交通、旅游部門的決策者培訓(xùn)職能輕型電動(dòng)車的培訓(xùn)，使他們了解這種產(chǎn)品的潛力。 中國(guó)展覽會(huì) 2012 年 3 月 23 日在第十二屆中國(guó)北方國(guó)際自行車電動(dòng)車展覽會(huì)上，自行車電動(dòng)車生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新在展會(huì)上得到充分展示。在展會(huì)創(chuàng)新展區(qū)，展出了 20 多家企業(yè)開發(fā)的新材料、新能源和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的自行車電動(dòng)車精品成為本屆展會(huì)的一大亮點(diǎn)。 展會(huì)三天共吸引 20 余萬(wàn)人次入場(chǎng)參觀或交易，簽單萬(wàn)件，天津企業(yè)的整車成交量達(dá)去年產(chǎn)銷量的三成以上。該展會(huì)的自行車創(chuàng)意設(shè)計(jì)大賽，天津美術(shù)學(xué)院、天津大學(xué)、天津理工大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)等八 所高校共推出 270 多件自行車創(chuàng)意設(shè)計(jì)作品，評(píng)出獲獎(jiǎng)作品 18 件。 積極推廣應(yīng)用鋰離子電池，大力開發(fā)鋰電型電動(dòng)自行車產(chǎn)品，已成為推動(dòng)天津和國(guó)內(nèi)電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)調(diào)整升級(jí)，推進(jìn)電動(dòng)車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化的重要引擎，自 2012 年以來(lái)，天津和國(guó)內(nèi)鋰電型電動(dòng)自行車產(chǎn)銷比率顯著提升塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 62 總體設(shè)計(jì) 述 本設(shè)計(jì)主要對(duì)踏板式自行車進(jìn)行設(shè)計(jì)，在總體傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新，使用四桿機(jī)構(gòu)、齒輪、棘輪、直流電機(jī)、死飛、電瓶等機(jī)構(gòu)，擺脫傳統(tǒng)自行車騎行時(shí)雙腳必須做圓周運(yùn)動(dòng)，只需通過(guò)上下踩動(dòng)踏板，使曲柄作圓周運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)齒輪嚙合帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最后實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)的目的。同時(shí)在傳動(dòng)的過(guò)程中由死飛和鏈條配合，帶動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)直流電機(jī)作為發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，將產(chǎn)生的電能由電瓶?jī)?chǔ)存，在騎行者身體乏力時(shí)可用儲(chǔ)存的電能作用于直流電機(jī)，此時(shí)的直流電 機(jī)作為電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)。 計(jì)任務(wù) 技術(shù)要求：用于戶外運(yùn)動(dòng)，健身，倡導(dǎo)綠色出行。 計(jì)目的 1．培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)和技能，分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問(wèn)題的能力，熟悉生產(chǎn)技術(shù)工作的一般程序和方法。 2．培養(yǎng)學(xué)生懂得工程技術(shù)工作所必須的全局觀念、生產(chǎn)觀念和經(jīng)濟(jì)觀念，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。 3．培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)言文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)，進(jìn)行工程計(jì)算、圖樣繪制及編寫技術(shù)文件的能力。 力方面的選擇 圖 2力桿 原自使用四桿機(jī)構(gòu)、齒輪、棘輪、直流電 機(jī)、死飛、電瓶等機(jī)構(gòu)，擺脫傳統(tǒng)自行車騎行時(shí)雙腳必須做圓周運(yùn)動(dòng)，只需通過(guò)上下踩動(dòng)踏板，使曲柄作圓周運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后通過(guò)齒輪 總體設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它是對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械的總的設(shè)想。制定總的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)原則應(yīng)當(dāng)保證所設(shè)計(jì)機(jī)型符號(hào)有關(guān)的方針、政策，在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，力求結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性好、壽命長(zhǎng)。 制定總則之后，便可以編制設(shè)計(jì)任務(wù)書， 在調(diào)研的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，從優(yōu)選擇總體方案，以確保設(shè)計(jì)的成功。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7嚙合帶動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最后實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)的目的。同時(shí)在傳動(dòng)的過(guò)程中由死飛和鏈條配合，帶動(dòng)直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)直流電機(jī)作為發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，將產(chǎn)生的電能由電瓶?jī)?chǔ)存，在騎行者身體乏力時(shí)可用儲(chǔ)存的電能作用于直流電機(jī)，此時(shí)的直流電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)。塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 83 踏板自行車的總體設(shè)計(jì) 動(dòng)原理簡(jiǎn)圖和動(dòng)力傳遞路線圖 我設(shè)計(jì)的自行車由采用踏板式無(wú)后座自行車，可以達(dá)到運(yùn)動(dòng)鍛 煉的效果。通過(guò)踏板帶動(dòng)連架桿上下擺動(dòng)，帶動(dòng)曲柄以偏心軸的形式與大齒輪連接達(dá)到傳動(dòng)的目的，通過(guò)大小齒輪的嚙合達(dá)到改變傳動(dòng)比的效果，同時(shí)采用小齒輪內(nèi)部裝有飛輪的結(jié)構(gòu)，不僅是達(dá)到單向傳動(dòng)的目的同時(shí)使結(jié)構(gòu)緊湊強(qiáng)度更高。 圖 3板自行車總裝配圖 助件 為了實(shí)現(xiàn)自行車行駛的功能，需要自行車系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸配合工作，此外還需要承載部件和輔助部件。無(wú)論是休閑自行車還是山地車都主要由前輪、后輪、腳踏板、四桿機(jī)構(gòu)、飛輪、齒輪、直流電機(jī)、電瓶、車把、車架、剎車、前叉幾個(gè)模塊組成。其中前輪、后輪模塊構(gòu)成了自行車的執(zhí)行子系統(tǒng)、四桿機(jī)構(gòu)和齒輪是自行車的傳動(dòng)子系統(tǒng)，腳蹬模塊是驅(qū)動(dòng)子系統(tǒng)，車把模塊是轉(zhuǎn)向子系統(tǒng)，車架模塊要起支撐作用，剎車模塊是輔助子系統(tǒng)。 車架：是構(gòu)成自行車的機(jī)體，連接著自行車的其余各個(gè) 部件，并承受騎者的體重及自行車在行駛時(shí)經(jīng)受的各種振動(dòng)和沖擊力量。 前叉：支承前輪所受的重量，將車把轉(zhuǎn)向動(dòng)作傳進(jìn)到前輪，使自行車能按照騎者的意愿方向行駛；前叉下端壓有彎度，能促使自行車有自己的向前行駛的性能，減輕騎車者操縱強(qiáng)度，并起一些緩沖作用。 車把模塊：連接著前叉，可轉(zhuǎn)動(dòng)前叉，在行駛性能上主要是操縱自行車的行駛方向，并作為騎車者的扶手，支撐著一部分騎車者的重量，在車把上安裝著制動(dòng)手把和車鈴，控制制動(dòng)信號(hào)。車把因裝在自行車懂得正前方，要求美觀合適，必須能承受一定的顛簸撞擊性能。 腳踏板模塊：是承受騎車者的蹬 踏，由于本車的設(shè)計(jì)是騎車者站立在車上，因此腳踏板幾乎要承受部分騎車者的重量，腳踏板通過(guò)傳動(dòng)的四桿機(jī)構(gòu)驅(qū)車向前。由于騎者的腳步可以與腳踏板完全接觸避免了騎者在蹬踏的過(guò)程中的不適。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9圖 3板 四桿機(jī)構(gòu)模塊：通過(guò)時(shí)桿機(jī)構(gòu)代替原本的齒輪鏈條連接使其傳動(dòng)過(guò)程更加平穩(wěn)，傳動(dòng)比更加精確，同時(shí)四桿機(jī)構(gòu)減輕了其自行車的重量。 飛輪：其作用有兩個(gè)，一是當(dāng)騎車者用力蹬踏腳踏板時(shí)，飛輪能將踏力傳到后軸身上，推動(dòng)全車前進(jìn)；另一個(gè)作用是在行駛途中當(dāng)騎車者不踏動(dòng)腳踏板時(shí)，自行車因受慣性影響，仍繼續(xù)前進(jìn)，但飛輪外套并不隨著后軸身轉(zhuǎn) 動(dòng)，腳踏板也不會(huì)隨之運(yùn)動(dòng)，可是騎車者獲得休息機(jī)會(huì)，和便于上下車。 直流電機(jī)模塊：其作用有兩個(gè)，一是作為發(fā)電機(jī)，當(dāng)騎行者用力踩踏板推動(dòng)全車前進(jìn)的同時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；二是作為電動(dòng)機(jī)，當(dāng)騎行者身體乏力時(shí)，由電瓶供電，作用于電機(jī)，此時(shí)電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)能是自行車向前推進(jìn)。 電瓶模塊：作用是儲(chǔ)存電能和供給電能。 前、后輪模塊：前后輪總稱車輪，一個(gè)作用是承受自行車本身和騎車者的全部重量，另一個(gè)作用是車輪旋轉(zhuǎn)推動(dòng)自行車前進(jìn)及轉(zhuǎn)向，因此必須巨涌足夠的強(qiáng)度，一面在行駛中受到振動(dòng)發(fā)生折斷，同時(shí)要求車輪必須圓正，可保持在旋 轉(zhuǎn)時(shí)平穩(wěn)，此外車輪結(jié)構(gòu)要有適當(dāng)?shù)膹椥?，以增?qiáng)避振性，提高騎車者的舒適性。 齒輪傳動(dòng)模塊：是自行車傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分，實(shí)現(xiàn)把四桿機(jī)構(gòu)得力傳到后輪。 剎車模塊：騎者可以隨時(shí)操縱車閘，使行駛的自行車減速、始、停，以確保行車安全。是保證騎行安全的關(guān)鍵部件，有普通閘、鉗形閘、觸閘、抱閘、漲閘、腳閘、盤閘等多種結(jié)構(gòu)形式，但不管何種結(jié)構(gòu)，都要保證達(dá)到制動(dòng)性能的要求。 行車所選用的材料 鋁合金制的車架輕而剛性強(qiáng)。經(jīng)過(guò)特殊加工 1 個(gè)車架的重量只有 1 公斤重。鋁管道趨向大口徑化，為了緩和過(guò)于強(qiáng)的剛性，目前座管及車叉采用吸收沖擊力強(qiáng) 的碳纖等的受人注目。我的踏板自行車自行車選擇 7050里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 104 踏板車的設(shè)計(jì)計(jì)算 行車的四桿機(jī)構(gòu) ： 圖 腳踏板，則線段 可視為四桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的搖桿， 連桿， 曲柄，虛線圓為曲柄轉(zhuǎn)過(guò)的軌跡。 2C=E=B+E 滿足曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。 踏板處于最高點(diǎn)時(shí)如圖 圖 4桿機(jī)構(gòu)示意圖 212212 )( ??? (4 21212 ? 踏板處于最低點(diǎn)時(shí)如圖 b 圖 4桿機(jī)構(gòu)示意圖 222222 )( ??? (4塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 22222 ? (4圖 4 腳踏板下方支撐桿到車架表面的距離： ???? 人在踩踏腳踏板時(shí)，身體傾斜 ? 約為 5— 10° 當(dāng) 5?? °時(shí) 5co ? ° =1992N 當(dāng) 10?? °時(shí) 10c o ? ° =1969N 我們?nèi)私迫?2000N 故 ° — 當(dāng) °時(shí) o ? x ° =? y ° =F ?=F ?= °時(shí) o ? x ° =? y ° =F ?=F ?=T = 8 4 5 31212 ????? 輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)： 選精度等級(jí)、材料及齒輪的齒數(shù)對(duì)于齒輪傳動(dòng)，我們選擇： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12漸開線直齒圓柱標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)；齒輪制造精度 7 級(jí)；嚙合的齒面采用“軟 合；小齒輪 圖 4齒輪 材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度 280齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度； 240z =26；大齒輪的齒數(shù) 1z = 2z 1i =26=65 實(shí)際從動(dòng)軸（低速軸）轉(zhuǎn)速 665×30=75(r/因?yàn)辇X輪傳動(dòng)的類型屬于開式齒輪傳動(dòng)，根據(jù)齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可以知道其傳動(dòng)的主要失效形式是磨損和輪齒折斷，因磨損尚無(wú)成熟的計(jì)算方法及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，目前只能按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，考慮磨損的影響可將模數(shù)加大 10%~20%。 故其設(shè)計(jì)公式為 ?? F ?1213?(4為螺旋角 ? =0，所 以 根據(jù)公式計(jì)算得 1T =2T =量齒數(shù) 5, 262 ?大齒輪 小齒輪 齒形系數(shù)： 圖，得應(yīng)力修正系數(shù)為； 大齒輪 齒輪 查圖得齒輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力算得許用彎曲應(yīng)力 ?? F? = 據(jù)式： 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13?? F ?1213?= 8 4 2 ＝?????? 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) m=3. 分度圓直徑781263c o 51653c o ????????a= 8195 ?? 表 軸： 參照中軸后移無(wú)鏈直行車的工作原理，要求軸與齒輪用平鍵緊密聯(lián)接在一起，由四桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)從而驅(qū)動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。因此得知中軸是一根轉(zhuǎn)軸，同時(shí)受到了彎矩和轉(zhuǎn)矩。軸式一個(gè)彈性體，當(dāng)受周期性外載荷時(shí)，將引起強(qiáng)迫 振動(dòng)；當(dāng)此外載荷的頻率等于軸的固有頻率時(shí)，將產(chǎn)生共振。共振會(huì)導(dǎo)致周和軸上零件甚至整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)受到破壞。軸產(chǎn)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。如果軸的轉(zhuǎn)速停滯在臨界轉(zhuǎn)速附近，軸的振動(dòng)將迅速增大，以致達(dá)到軸甚至整個(gè)機(jī)器破壞程度。 軸選用材料為 45 鋼 中軸的受力分析 : 大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 1T = 4軸 大齒輪的分度圓直徑： d=195周力： 齒輪 模數(shù) m 齒數(shù) z 分度圓直徑 d 齒寬 b 中心距 a 小齒輪 3 26 78 13 齒輪 3 65 195 13 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14= ??向力： = =N） 00 0 00 0 ???? ? ? M p 0 取，取 ?A 21 9 8 4 0 ???T?根據(jù)公式 14 ? ? 00 003 ?? ?根據(jù)公式 14軸的彎扭應(yīng)力： ? ? ? ?122 ??? ??? 型普通平鍵，均采用 45 鋼 在安裝車輪中軸齒輪處的軸徑為 40 ㎜，該處鍵的尺寸為 B× h=6× 6 齒輪的輪轂寬 =13 ㎜，可見與其配合的軸段長(zhǎng)度 =13 ㎜。 所以取鍵長(zhǎng)為 L=10而，鍵的工作長(zhǎng)度 l =6 ㎜。 于是，由式（ 6算鍵的擠壓強(qiáng)度 p?=0406 ??=100=? ?p?螺栓的強(qiáng)度校核： 我們選擇 20 的螺栓 2 . 5 0 M p ? ?? ，鋼的螺紋連接系數(shù)：屈服強(qiáng)度：? ? ? ?鋼的許用擠壓應(yīng)力： =384 ? M p ?????許用切應(yīng)力： 螺栓的工作剪切應(yīng)力： F=栓半徑 50 ?, 螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為： ? ???? ????? 5 34220該螺栓符合要求。 A 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 軸： 圖 4后軸的受力分析 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T=齒輪的分度圓直徑： d=78周力：??向力： ?20 3 50 0 0 0 369 5 50 0 0 0 ???? ? ? M p 0 取，取 ?A 27 9 3 6 ???T?? ? 00 003 ?? ? 因此軸頸 5軸滾動(dòng)軸 承的選擇及壽命計(jì)算： 根據(jù)工作條件，初選兩軸承均為深溝球類型。 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所得的軸徑 B 處尺寸為 10附錄表 2 深溝球軸承 ( 276軸承型號(hào)可以選擇為 :6200 型。 而這種選擇，必需要同時(shí)滿足：軸承所承受的要求的載荷，與需 要的壽命這兩方面的要求。 軸滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算與選擇 根據(jù)題目給定的條件與前面分析與計(jì)算，低速軸上這對(duì)軸承的工作 條件是：徑向載荷為 ，軸的轉(zhuǎn)速為 n=75r/徑為 10期壽命為'43800h 深溝球軸承有 6000、 6200、 6300、 6400 四類，我們選擇 6200 軸承。 由附錄 2 中查出 6200 型軸承的參數(shù)是： —— 基本額定載荷 100N 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16—— 基本額定靜載荷2390N 由于齒輪不受軸向力，因此 這樣，可以計(jì)算出0< 應(yīng)用線性插值法，得判斷系數(shù) e= 進(jìn)一步，計(jì)算出比值 ?e，于是 得載荷系數(shù) X=1,Y=0。 根據(jù)工作機(jī)的特性，查 表得取載荷系數(shù) 由式（ 15－ 6）計(jì)算當(dāng)量載荷為 ? ? ? ? ?????? (4由 15— 11計(jì)算軸承壽命： ????????????? ?43800h 即 '43800?，于是， 6200軸承可用。 流電機(jī) . 圖 4選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同，采用直接傳動(dòng)，這樣既可以避免傳動(dòng)損失，又可以節(jié)省占地面積。 電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）有 3000r/1500r/1000r/750r/機(jī)的轉(zhuǎn)速一般要低 2%～ 5%，在功率相同的情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速越低體積越大，價(jià)格也越高，而且功率因數(shù)與效率較低；高轉(zhuǎn)速電機(jī)也有它的缺點(diǎn)，它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小而啟動(dòng)電流大，拖動(dòng)低轉(zhuǎn)速的機(jī)械時(shí)傳動(dòng)不方便，同時(shí)轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)軸承容易磨損。所以在電動(dòng)自行車上一般選用 3000r/的轉(zhuǎn)速也比較高，但它的適應(yīng)性較強(qiáng)，功率因數(shù)也比較高。在考慮到直流電機(jī)作為發(fā)電機(jī)使用時(shí)需要較高的轉(zhuǎn)速才能實(shí)現(xiàn)比較穩(wěn)定、快速的產(chǎn)生電能。 i=2 i=65/26=設(shè)計(jì)中減速 電機(jī)工作環(huán)境為高速軸轉(zhuǎn)速不大于 3000r/速工作環(huán)境溫度范圍 里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17+30C° ?？蓛?yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)減速電機(jī)。 總傳動(dòng)比 (4i=ig?i 取 —— 一對(duì)圓柱轉(zhuǎn)軸的傳動(dòng)比 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 1n =3000r/n =3000/n ==強(qiáng)度選用減速電機(jī) 計(jì)算功率 11' 111 ???? (4式中1P— 傳遞的功率 ,工況系數(shù)； 1n?— 要求的輸入轉(zhuǎn)速 r/ 1n— 承載能力表中靠近1n?的轉(zhuǎn)速 r/ 1表 187【 1】 中查出； 1 對(duì)應(yīng)于1n?時(shí)的許用輸入功率 ? ? 時(shí) ,取 11? .； 表 4工況系數(shù)? 按 i=3及 000r/選用減速電機(jī) 校核熱功率 t ???? 21 ,環(huán)境溫度系數(shù) 1f =1 負(fù)荷率系數(shù) 2f =率利用系數(shù) ?適 表 4瓶 蓄電池容量與充電機(jī)對(duì)應(yīng)電流選擇。關(guān)于鉛酸蓄電池及免維護(hù)鉛蓄電池的充電電流；過(guò)大或過(guò)小電流充電對(duì)蓄電池質(zhì)量和壽命都有影響，一般充電速率選擇在 2 20間都可以 ,長(zhǎng)期過(guò)小的充電電流會(huì)使蓄電池內(nèi)阻增高 ,容量逐漸減少 ,直到失效，過(guò)大的充電電流會(huì)使蓄電池極板受損或升溫 ,使用壽命大大縮短。蓄電池與充電器對(duì)應(yīng)電流 = 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 極數(shù) (額定轉(zhuǎn)矩 )堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 (額定轉(zhuǎn)矩 ) 50W 3000r/ 250W 250W 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18蓄電池標(biāo)稱容量（安倍小時(shí)）。 蓄電池充滿電的時(shí)間（小時(shí)率）。 A 是充電電流。綜合選取駱駝 24電池 46簧 綜合選取駱駝 24電池 46徑 D、中徑 徑 距 p、螺旋升角α及彈簧絲直徑 d。由下圖圓柱螺旋彈簧的幾何尺寸參數(shù)圖可知，對(duì)圓柱螺旋壓縮彈簧一般應(yīng)在 5°～ 9°范圍內(nèi)選取。彈簧的旋向可以是右旋或左旋，但無(wú)特殊要求時(shí)，一般都用右旋。選用壓簧是承受軸向壓力的螺旋彈簧，因能承受壓力，兩端可為開式或閉式或繞平或磨平，它所用的材料截面多為圓形，也有用矩形和多股鋼縈卷制的，彈簧有等節(jié)距和變節(jié)距的，壓縮彈簧的形狀有 :圓柱形、圓錐形、中凸形和中凹形以及少量的非圓形乃至各種尾端之變體，均可產(chǎn)品需要依設(shè)計(jì) 成型等，壓簧的圈與圈之間有一定的間隙，當(dāng)受到外載荷時(shí)彈簧收縮變形，儲(chǔ)存變形能。選用 60輪機(jī)構(gòu) 自 行車上的飛輪，又稱為超越離合器，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)棘輪機(jī)構(gòu)。利用牙的嚙合、棘輪 塊的楔緊作用單向傳遞運(yùn)動(dòng)或扭矩的離合器。 超越離合器分為棘輪超越式、滾柱超越式和楔塊超越式。通常運(yùn)用于自行車的為內(nèi)齒棘輪超越式的超越離合器。其工作原理是當(dāng)外圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)外圈的內(nèi)齒帶動(dòng)內(nèi)圈棘輪輸出轉(zhuǎn)矩，外圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，棘爪與外圈的內(nèi)齒呈分離狀態(tài)，內(nèi)圈空載旋轉(zhuǎn)。 棘輪機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方 便和運(yùn)動(dòng)可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在各類機(jī)械中有廣泛的應(yīng)用。但是由于回程時(shí)搖桿上的棘爪在棘輪齒面上滑行時(shí)引起噪聲和齒尖磨損。同時(shí)為使棘爪順利落入棘輪齒間，搖桿擺動(dòng)的角度應(yīng)略大于棘輪的運(yùn)動(dòng)角，這樣就不可避免地存在空程和沖擊。此外棘輪的運(yùn)動(dòng)角必須以棘輪齒數(shù)為單位有級(jí)地變化。因此棘輪機(jī)構(gòu)不宜應(yīng)用于高速和運(yùn)動(dòng)精度要求較高的場(chǎng)合。 棘輪機(jī)構(gòu)所具有的單向間歇運(yùn)動(dòng)特性，在實(shí)際應(yīng)用中可滿足如送進(jìn)、制動(dòng)、超越離合和轉(zhuǎn)位、分度等工藝要求。 如下圖所示為幾種常用的棘輪齒形。 （圖 a） (圖 b) 圖 c) 圖 4意圖 最常用的齒形為不對(duì)稱梯形，如圖 4a)所示。 當(dāng)棘輪機(jī)構(gòu)承受載荷不大時(shí)，為便于加工，可選用三角形齒形。三角形的非工作面可作成直線型（如圖 4b)所示）和圓弧型兩種（如圖 4c)所示）。 在此設(shè)計(jì)中的棘 輪的齒形選用了最常用的不對(duì)稱梯形的齒形。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19實(shí)際上棘爪和棘輪齒接觸面間存在摩擦，如圖 4示。 N──棘輪齒對(duì)棘爪的法向反作用力； 圖 4爪和棘輪齒面 F──棘輪齒給予棘爪的摩擦力。 為了保證工作時(shí)棘爪順利滑向棘齒根部而不被擠出，則應(yīng)保證使棘爪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)滑向齒根的力矩大于阻止棘爪滑向齒根的力矩。也即保證以下關(guān)系： co ss 2 ????? (4式中 p 為棘爪軸心位置角。 式中左側(cè)為法向反作用力 N 使棘爪順時(shí)針滑向齒根的力矩，右側(cè)為摩擦力 F 阻止棘爪滑向齒根的力矩。 因?yàn)???? (4f 和 b 分別為摩擦系數(shù)和摩擦角，一般取 f= 由此得 ，即 。 由此可知，棘爪能順利滑向齒根部的條件為：棘爪軸心位置角 b，即棘輪對(duì)棘爪的總反力 R 的作用線與軸心連線 21交點(diǎn)應(yīng)位于 1O 與 2O 之間。 棘輪的齒形已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。周節(jié) p 根據(jù)齒頂圓來(lái)考慮。棘輪的齒數(shù)通常在 6~30 的范圍內(nèi)選取，但 有特殊用途時(shí)，可以更少或更多些，齒數(shù)愈多，沖擊愈小，但尺寸較大。為了減少?zèng)_擊，可以裝設(shè)兩個(gè)或多個(gè)棘爪。 設(shè)計(jì)齒形時(shí)，要保證棘爪嚙合性能可靠，通常將棘輪工作齒