【正文】 有易操縱的變速機構。動力是靠騎車人的雙腳踩在腳蹬上，下肢運動的力使曲柄轉動而產生的。 圖 人與自行車的關系 人與 支撐部件的關系 支撐部件主要有車架、前叉、鞍座和車把等，是自行車的構架。第四章車架造型設計 自行車創(chuàng)新設計包括所示的各個方面，本論文重點討論車架造型、傳動系統方案設計。此車將后輪，車鏈連接腳蹬子的中軸作成一體，減震器安裝在鎂管中，從而使得 24 速換檔機構中的鏈條張緊力不受到車輪跳動 的影響，解決了后懸掛系統的自行車經常遇到的問題。最新產品中還有通過電腦感應和微型馬達來自動進行變速的全自動內變速系統。 外裝變速器直接接觸外部空間，變速的范圍較大，多用于山地車。 我國柯思達發(fā)明的折疊自行車系列產品，性能上具有折疊迅速、結構簡便的特點，與同類產品相比，體積小 1/2，重量輕 1/3，折疊時間為 24 秒，可隨意掛靠，攜帶便利。 臺灣展開發(fā)公司推出的折疊式電動自行車獲日本外觀及結構專利權。它裝有可調式支承座的鞍管和車架上的避震器可迅速從車架上卸下，車架通過一種新式中軸活絡關節(jié)一步折疊到位。 自行車結構 自行車的結構多樣，金屬板、塑料的組合式、管式、組成式、軸傳動機構、橡膠車架、碳精纖維車架、無幅條車輪、單輪車式、曲柄式往復運動機構、鋼絲幅條車輪、無滾珠軸承、蛇腹車架、雙管車架、雙圓棒車架、蜂窩結構、玻璃纖維車架、流線型結構、整體車輪、驅動部與后軸的整體連結、無螺絲安裝、帶式驅動機構、流式驅動機構等 m。 1999 年臺北自行車展示會上，Elebike 公司展出了由工程學院的學生設計的兩人同時駕駛的新型三輪電動自行車。深圳中華自行車公司自行研制可焊接碳纖維自行車。 臺灣最大的自行車廠商 — 捷安特 Giantl 公司與臺灣 材料研究室共同開發(fā)碳纖維自行車，成功開發(fā)一種新穎的鋁合金金屬壓注接頭膠接碳纖維自行車構架。 80 年代中期，意大利、法國、英國和美國利用復合材料和工程塑料方面的技術 優(yōu)勢 .相繼開發(fā)成功了用碳纖維管和鋁合金接頭粘接成車架的碳纖維自行車。欽合金穩(wěn)定性高、不易氧化 .強度高、抗腐蝕性好 .吸震性也十分好，如此多的優(yōu)點和制造難度使得欽合金車架的價格一直十分昂貴 . 復合材料在運動器材方面蓬勃發(fā)展，加上制造技術漸趨成熟，引起有心人士投入復合材料代替金屬的開發(fā)。 鋁合金是目前最看好的材質，在 80 年代初期就己經開始被大量運用在自行 車制造上，雖然鋁合金車架重量輕、延伸性相當好，但應力較集中，所以性能較差。 適用范圍：模塊化傳統機 械設計和有復雜機構運動的機械設計。然后把設計任務（包含設計信息的子裝配體）分派到項目組成員手中進行詳細設計，當詳細設計完成后，進行匯總生成總裝配體，驗證完成后生成相應的工程圖。 適用范圍：零部件之間的關聯非常多而且復雜、部件之間相互沒有運動，在這種情況下，如果使用關聯參考 法，就會造成關聯太多、太復雜而無法管理的情況。 應用范圍：主要應用在部件級關聯設計，關聯盡量控制在一定的范圍內，這樣容易進行控制和修改。 下面分別進 行介紹。 對工程師要求高：由于參考關聯復雜，要求工程師能夠熟練操作軟件，熟悉產品設計流程和變化趨勢。 自上而下的特點 全局性強：總圖修改后，設計變更能自動傳遞到相關零部件，從而保證設計一致。 對硬件要求低：零部件之間沒有關聯參考，修改局限于單個零件或裝配體，所以運算量比較小，對于硬件的要求相對較低 自下而上設計缺點 : 不符合產品設計流程：自下而上設計流程與產品設計流程整好相反，因此不適合進行新產品研發(fā)。隨著裝配數量的增加，檢測和更正這些錯誤會耗費大量的時間。 雖然 SolidWorks 所提供的功能非常強大，但要使其在我國企業(yè)中真正發(fā)揮作用，使常用的或重復的任務自動化，提高效率，就必須對其進行本地化、專業(yè)化的二次開發(fā)工作，而且這在虛擬工程中也是十分必要的。 第 2 章 Solidworks 的概述 Solidwork 軟件的介紹 Solidworks 是一款非常優(yōu)秀的三維制圖軟件，易學易用，目前是市場份額增長最快、技術發(fā)展最快、市場前景最好、性能價格比最優(yōu)的軟件。楊艷紅、周紅生等人 [16]的碩士論文液壓傳動自行車車自頂向下設計及傳動分析，液壓傳動自行車是一種新型的交通工具，通過繪制液壓傳動自行車的概念草圖，基于參數化特征建模技術多層次的裝配模型，利用自頂向下設計方法完成液壓傳動自行車的骨架模型及整機設計，并對液壓泵和馬達傳動原理進行分析。 林修成、張朝陽 [12]的論文是對自行車行駛穩(wěn)定性及后進動性的力學分析，文章首先根據拉格朗 H 方程，得到廣義坐標下的車輪運動的拉格朗 H 方程，然后根據廣義坐標下的拉格朗 H 微分方程研究車輪的運動狀態(tài)，車輪初始的不穩(wěn)定性，在直線行駛中的穩(wěn)定性，抗沖擊性以及自行車轉彎時的后進動問題傾翻的問題，從而回答了自行車在彎道行駛車身處于顛倒狀態(tài)，在重力作用下而不致。林俊聰 [9]研究與開發(fā)自行車模塊化概念設計系統，而此文是 在研究模塊化設計和概念化設計的基礎之上 ,針對自行車設計的特點 ,探討了自行車的模塊化概念設計的理論和實現。對兒童參與設計中界面的設計依兒童年齡層次不同 ,提出了不同的設計指導意見。利用三維造型軟件設計出自行車 ,借助人機分析軟件結合自行車結構和人的因素進行分析自行車設計的合理性和舒適性 。張祥林、鄧磊 [3]等人研究面向裝配的自行車 CAD 系統研究，其 為了提高自行車設計效率和設計質量 ,而基于 UG 建立了自行車 CAD 系統 , 引入了 參數化模板和裝配接口模型，還闡述了參數化建模、自動裝配、干涉檢查等關鍵技術在該系統中的實現。汽車制造等很多領域有很強的實用性和推廣價值。通過在一個布局草圖中表達整體設計意圖，就很容易做出正確的設計修改。而自行車的用途已由單一的代步載貨工具向娛樂、健身、旅游等方向發(fā)展。采用的材料從單一的鋼材逐步發(fā)展鋁合金、工程塑料與碳纖維復合材料等。經過 80 多年的發(fā)展，我國自行車行業(yè)取得了驕人的進步，自行車的款式和種類不斷得到豐富。自行車市場向高檔化方向的發(fā)展，已成為全球自行車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 1888 年英國人鄧洛普將實心輪胎改為充氣輪胎，使行駛較為輕便。世界上第一輛真正的自行車是由法國人米狄并根據參數化過程中出現的 API 函數進行闡述，讓設計人員從繁瑣的繪圖工作中解脫出來，集中精力選擇和優(yōu)化設計參數，提高產品質量，縮短產品設計周期。在 Solidworks 環(huán)境中 ,通過產品 、部件和零件三者之間參數關聯 ,采用一種基于裝配約束的參數化設計方法實現部件的參數化建模 ,闡述了這種參數化設計方法中的關鍵技術 ,包括產品結構的劃分 、尺寸分析 、關聯設計 、基于布局草圖的 設計 和方程式的添加 。運用部件參數化設計方法構建了一個 Solidworks 部件庫 。 關鍵詞： Solidworks；裝配約束；自上而下；部件庫；自行車 ABSTRACT In drawing software, the method of topdown design research has bee the focus of research and development, Topdown, and gradually bee a trend. The thesis discusses the parametric modeling method of ponent s pleted by adopting the parametric method based o n assembly constraint through t heir parametric links of product ponent s and part s under the SolidWorks. Meanwhile , it introduces the key technique of this method , including the partition of product structure , dimension analysis , relating design , assembly design based on layout sketch and t he accession of equation. The thesis creates a ponent s library in t he SolidWorks by using t he method of parametric design for ponent s. Adopting t his method will be in favor of t he modification and serial design of a product , and raise t he design efficiency. Based on a large number of domestic parametric design based on the literature, bicycle of parametric design, for example, further discusses the development and the process parameters. And according to the parametric process, API design personnel from drawing work freed, conce ntrate on selection and optimal design parameters, improve product quality, shorten the product design cycle. KEYWORDS： SolidWorks； assembly constraint ； Topdown； ponent s library；bicycle 第一章 緒論 自行車的行業(yè) 自行車歷史淵源久長。德，西福拉克于 1790 年發(fā)明的兩輪腳蹬自行車。自行車的發(fā)展，從車型看， 20 世紀 60年代初期以普遍車輕便車為主，到 70 年代開始流行小輪車， 80 年代則是山地車的天下。目前，我國共有自行車整車廠和零件廠 1081 家。目前行業(yè)產品范圍主要包括各種類型、檔次、功能的自行車、助力自行車、童車與各類自行車零件。同時自行車零件品種顯著增加，檔次提高較快。如何設計出結構合理、騎車輕快、美觀舒適的自行車成為當前各 自行車生產廠家熱切關心的問題，自下而上設計法是比較傳統的方法，先設計并造型零件，然后將之插入裝配體，接著使用配合來定位自行車參數零件。運用機械設計等 知識完成自行車骨架結構的設計同時，利用 Solidworks 的建模功能，建立三維模型。 Solidworks 是美國 Solidworks 公司的一款高性能三維機械設計提供了一個方便的可視化平臺，設計創(chuàng)建自行車的三維模型，把整個自行車系統拆分成相互獨立且整體統一的模塊，模塊內部的零件又可以實現互換的柔性化裝配。陳東祥 、胡冬梅 [4]的碩士論文基于 Pro/Engineer 的自行車參數化計系統中是對當前我國 CAD 技術應用日益普及和推廣，而自行車 CAD 二次開發(fā)相對落后的現狀，利用 Pro／ Engineer 提供的二次開發(fā)工具 Pro／ Toolkit 和 VisualC++6． 0 的集成開發(fā)環(huán)境，對 Pro／ Engineer 進行二次開發(fā)，建立了一個快速的自行車設計系統。鄧磊 [6]研究參數化模板 的自行車快速設計方法，是 針對自行車的設計建立了基于 UG 的專用 CAD 系統。 實踐部分對兒童自行車進行了模塊化的劃分 ,歸納 出適于兒童參與設計的基本模塊部分。分析了自行車模塊化概念設計系統的結構 ,并把該系統拆分成 3 個相對獨立的子系統 :基礎數據庫、自行車模塊化數據庫、用戶交互接口 。李立順、孟祥德等人 [13]的論文基于 Solidworks 的整車自裝卸車虛擬設計與運動仿真，主要介紹了基于Solidworks 軟件進行機械系統虛擬設計和運動仿真的基本方法，綜合利用 Solidworks的參數化、變量化建模技術以及自下而上和自上而下相結合的設計方法，完成了整體自裝卸車的虛擬設計，證明了這種方法可有效提高設計效率，具有良好的應用前景。結果表明，自頂向下設計方法為提高產品的快速更新設計提供了一條新路子。在全球銷量已達到 30萬套，排名處于 3D CAD 軟件銷售榜 首，遙遙領先與其他同類產品。 自上而下設計的概 念和方法 Solidworks 的設計方法有兩種，自下而上設計和自上而下設計。如果出現重大設計變更，就會影響到大量零部件，必須手工辨別和修正每一個零部件來滿足設計的調整，所以這種設計方法一般應用在已有的產品的建?；蛘邩藴柿悴考脑O計。 局限性強：設計修改局限于單個零部件，不能總攬全局進行設計和修改 修改單個零部件后，相關零部件不能自動更新，需要進行手工 干預。 效率高：一處修改而全局變化。對總工程師的要求更高，如果初始布局不合理，則需要進行大量修改，甚至因為無法修改而導致整體崩潰。 關聯參考法是基礎的 自上而下 設計方法，它通過零部件之間的關聯參考來傳遞設計關聯，從而達到修改一個零部件，則相關零部件根據關聯自動更新的目的。 （即主零件法）在一個主零件中完成整體設計，然后