【正文】 根據(jù)單車的外形尺寸為 1700*500*1300(mm)，來(lái)確定單車防雨架的大致外形，初步設(shè)計(jì)如下： 初步確定雨架的上層展開(kāi)后分為 4個(gè)部分，每個(gè)部分的尺寸為 500mm*600mm,所以展開(kāi)后的尺寸為 2021mm*600mm。這個(gè)面積足夠可以在下雨天氣遮蓋住兩個(gè)人。防雨架的高度初定為雨架頂部在單車手把處的高度尺寸為 1000mm。這個(gè)高度可以使用于 98%人群中。 3 圖 1 單車折疊式防 雨架初步設(shè)計(jì)圖 單車防雨架支架設(shè)計(jì) 圖 2 單車雨架支架設(shè)計(jì)三視圖 根據(jù)單車雨架支架的設(shè)計(jì)三視圖，用 Pro/E 軟件對(duì)其進(jìn)行建模，效果圖如下 ： 4 單車防雨架的轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)軸的尺寸：長(zhǎng)為 600mm，直徑為 8mm（ 5 支） 單車防雨架的邊框設(shè)計(jì) 邊框 1和邊框 5的設(shè)計(jì)圖 ： 邊框 8的設(shè)計(jì)圖： 5 邊框與支架裝配后的 Pro/E 模型： 單車防雨架的邊框設(shè)計(jì)中，除了型號(hào) 4和 8外都設(shè)有限制轉(zhuǎn)動(dòng)（ 0~180 度），這個(gè)設(shè)計(jì)是為了防雨架在完全打開(kāi)的時(shí)候達(dá)到一種相互限制轉(zhuǎn)動(dòng)的作用，讓防雨架保持一條直線的狀態(tài)。 防雨架的支撐底座設(shè)計(jì) 支撐底座是防雨架與單車把手之間配合連接的。所以分為上底座和下底座。 上底座設(shè)計(jì)三視圖： 6 用 Pro/E 軟件建模： 下底座設(shè)計(jì)三視圖 用 Pro/E 軟件建模： 7 防雨架桿設(shè)計(jì) 長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為 840mm，直徑為 14mm（兩根）。 受力分析： 繪制主結(jié)構(gòu)的剪力圖和彎矩圖，分析的最終結(jié)構(gòu)剪力圖和彎矩圖如圖所示 主結(jié)構(gòu)的剪力圖和彎矩圖 梁彎曲時(shí)的許用撓度為 [y]，只要選用的材料最大的撓度不要超過(guò)其許用撓度，即可，得主結(jié)構(gòu)梁的最大的撓度 maxy =ZZWI (式中 ZI —— 截面的慣性矩， 4mm ， ZW —— 抗彎截面模量， 3mm ) 又因?yàn)樗捎玫牟牧鲜强招匿X合金管材，所以分別存在管材截面慣性矩)1(64 44 ?? ?? dIZ ，和抗彎截面模型 )1(32 43 ?? ?? dWZ ， 即根據(jù)彎曲時(shí)的剛度條 8 件 maxy =ZZWI ，只要選用的材料最大的撓度小于材料彎曲時(shí)的許用撓度為 [y]即可，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析，本課題設(shè)計(jì)的輪椅所采用的硬鋁合金完全滿足條件，剛度足夠，故主體結(jié)構(gòu)材料采用鋁合金是滿足要求的。 螺栓與螺母的設(shè)計(jì) 螺栓的選擇：選用 d=8mm l=24mm 六角螺栓（ A 級(jí) GB/T 5782— 2021），數(shù)量 8個(gè)； 螺母的選擇：選用 d=8mm的六角螺母（ A 級(jí) GB/T6170— 2021），數(shù)量 28 個(gè)； 選用 d=12mm的六角螺母（ A 級(jí) GB/T6170— 2021），數(shù)量 2 個(gè)。 彈性繩的選用 彈性繩使用在防雨架末端是為了把雨架展開(kāi)后拉平。 第三章 單車折疊式防雨架的總裝配圖 運(yùn)用 Pro/E 軟件配裝防雨架： 9 各零件材料及標(biāo)準(zhǔn)（詳見(jiàn) A3 原理圖） 第四章 單車折疊式防雨架的折疊設(shè)計(jì) 考慮到雨架在非雨天并不需要，所以將單車防雨架的邊框設(shè)計(jì)成，可在轉(zhuǎn)軸 10 的作用下由平直的折疊成 0~15 度，便于攜帶、安裝以及使用 。 防雨架折疊過(guò)程： 折疊后的防雨架模型： 第五章 防雨架材料的選擇與防雨布的材料選擇 防雨架應(yīng)該考慮到強(qiáng)度好，耐腐蝕性強(qiáng)和抗氧化性強(qiáng)，重量要輕。所以在防雨架的支架、邊框、轉(zhuǎn)軸、桿的部分選用鋁合金材料。 鋁及 鋁合金 其它金屬材料相比，具有以下一些特點(diǎn)： 11 密度小 鋁及鋁合金的密度接近 ,約為鐵 或銅的 1/3。 強(qiáng)度高鋁及鋁合金的強(qiáng)度高。經(jīng)過(guò)一定程度的冷加工可強(qiáng)化基體強(qiáng)度 ,部分牌號(hào)的鋁合金還可以通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化處理。 導(dǎo)電導(dǎo)熱性好 鋁的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能僅次于銀、銅和金。 耐蝕性好鋁的表面易自然生產(chǎn)一層致密牢固的 AL2O3 保護(hù)膜，能很好的保護(hù)基體不受腐蝕。通過(guò)人工陽(yáng)極氧化和著色，可獲得良好鑄造性能的鑄造鋁合金或加工塑性好的變形鋁合金。 易加工添加一定的合金元素后，可獲得良好鑄造性能的鑄造鋁合金或加工塑性好的變形鋁合金。 對(duì)于上下底座的材料，選用 45號(hào)鋼即可。 選擇 防雨布在選擇上應(yīng)盡可能地節(jié)約成本、選擇耐用、環(huán)保材料，在分析了解之后，決定選用 PE 聚乙烯 ，因?yàn)?PE聚乙烯材料有優(yōu)良的絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性及耐低溫性能，同時(shí)還有很高的耐水性，能夠在長(zhǎng)期與水接觸中保持其性能不發(fā)生改變；并且我們選擇的是高壓聚乙烯，因?yàn)楦邏悍ㄖ苽涞木垡蚁?，其聚合物本體中的分子結(jié)構(gòu)支鏈較多，密度和結(jié)晶度較低，質(zhì)地柔軟，透明性好，被廣泛用于制作薄膜和日用品，是一種很好的防水材料。鑒于此，防雨布的最終材料定為高壓聚乙烯 第六章 心得體會(huì)和設(shè)計(jì)總結(jié) 在這次創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，對(duì)單車防雨架設(shè)計(jì)里讓我查閱了 很多資料，在多次草圖設(shè)計(jì)里終于把防雨架的大致外形設(shè)計(jì)出來(lái)，并把防雨架的每一個(gè)零件進(jìn)行了設(shè)計(jì)畫(huà)圖然后建模。把全部零件設(shè)計(jì)完成后再一起裝配起來(lái)。并且還要對(duì)防雨架用到的防雨布進(jìn)行查閱資料和材料的選用等等。所以 通過(guò)這次創(chuàng)新設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì) ，我認(rèn)為我學(xué)到了很多東西。然而在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我卻遇到了不少的麻煩，一度讓我心煩了很久。 問(wèn)題一：無(wú)法理解創(chuàng)新 全社會(huì)都在強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新 ，而每個(gè)人對(duì)創(chuàng)新的理解應(yīng)該有所不同。開(kāi)始時(shí)，我認(rèn)為創(chuàng)新，就是創(chuàng)造一樣全新的東西，這東西別人是想都沒(méi)想過(guò)的，更別說(shuō)是做了。但是，就是因?yàn)槠鸪跷沂沁@樣想的，結(jié)果 創(chuàng)新設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)下來(lái)后我還沒(méi)想到應(yīng)該做什么好。后來(lái)，經(jīng)過(guò)上網(wǎng)查閱，才知道創(chuàng)新不一定是全部都要新的，也可以是在 舊有元素上加一些新的元素 。 搞創(chuàng)新設(shè)計(jì)不光要有創(chuàng)新， 而且 要學(xué)會(huì)繼承?，F(xiàn) 12 在，全社會(huì)都在強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，但我們不能一強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，就瞧不起原有的東西。通常的創(chuàng)新分為兩種，一種就是構(gòu)成事物舊有元素的重新組合，一種是在舊有元素上加一些新的元素。所以，不管怎樣，創(chuàng)新的東西總是含有一些舊有事物的影子是不可否認(rèn)的。原有的東西就如同一盤(pán)菜，創(chuàng)新就如同一點(diǎn)點(diǎn)調(diào)料，有了這么一點(diǎn)調(diào)料，菜的味道更加鮮美。但沒(méi)有人為了純鮮美，不要菜，光來(lái)一 盤(pán)炒調(diào)料的。所以我們強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，但不能忘記繼承，只有繼承，沒(méi)有創(chuàng)新，那是因循守舊，而只有創(chuàng)新，沒(méi)有繼承，那是空中樓閣。 問(wèn)題二： 無(wú)從下手 雖然明白了什么是創(chuàng)新，怎樣才算是創(chuàng)新，而且還想好了該設(shè)計(jì)什么，但是因?yàn)椴恢涝摪旬a(chǎn)品設(shè)計(jì)成什么樣子，不知道自己設(shè)計(jì)到的是否合理，不知道在自己之前是否已有人做過(guò)此類設(shè)計(jì)等等，使我對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)感到非常迷惘、無(wú)從下手。不知道應(yīng)該從哪一步開(kāi)始做起。 周五很快就到了，要交創(chuàng)新設(shè)計(jì)了。在這期間，經(jīng)過(guò)和同學(xué)的討論還有上網(wǎng)的查閱后，漸漸的入手可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。最終，得出了我的創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品。 在 這次設(shè)計(jì) 過(guò)程中，我有過(guò)泄氣的時(shí)候，有過(guò)松懈的時(shí)候，有過(guò)懶惰的時(shí)候，但是為了更好地完成這次創(chuàng)新設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì) ，也為了學(xué)習(xí)到更多的專業(yè)知識(shí)，我做出了一番努力，下了一定苦工。 通過(guò)這次創(chuàng)新設(shè)計(jì)，讓我重新掌握了很多以前課本所學(xué)的內(nèi)容，感覺(jué)自己在理論聯(lián)系實(shí)際的能力上有所提高。當(dāng)然，還發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足，例如課本知識(shí)未能完全理解。 通過(guò)這次 設(shè)計(jì) ，我懂得了怎么去自學(xué)， 怎樣去查閱資料， 為將來(lái) 工作 之路又打下了一筆結(jié)實(shí)的基礎(chǔ) 。 13 參考文獻(xiàn) [1]周開(kāi)勤主編；《機(jī)械零件手冊(cè)》；高等教育出版社； 2021 年 08 月 [2]何庭蕙主編；《工程力學(xué)》；華南理工大學(xué)出版社； 2021 年 01 月 [3]屈華昌主編；《塑料成型工藝》；高等教育出版社； 2021 年 08 月 [4]陳國(guó)定主編；《機(jī)械設(shè)計(jì)》；高等教育出版社； 2021 年 02 月 [5]譚雪松編制；《 Pro/ENGINEER Wildfire4 三維造型實(shí)例圖解》；清華大學(xué)出版社； 2021 年 11 月 [6]丁駿一主編；《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》；機(jī)械工業(yè)出版社 。 2021 年