【正文】 nwen Abstract After the pursuit of material life， people begin to pursue the true health life style. Green travel has bee in the choice to open the car， bus outside of a choice. Recreational vehicle no noise， no pollution， light weight， simple structure， low cost， convenient to use and repair， as both travel and cargo carrying tool， and can be used for physical exercise， which are widely used for people. The aim of this study is to design a new pedal type recreational vehicle， but 4riding， so that the smooth running and labor. This recreational vehicle is mainly suitable for the people in the fitness， sports， leisure， tourism， and other outdoor activities， and more it is to let the people environmental protection consciousness increase and advocating the natural attitude. Recreational vehicle design involves a large number of calculations and technical problems， this design will use the SolidWorks2021， Auto CAD 2021software from a model to a whole recreational vehicle molding introduction. Although in today39。英文 bicycle 或 bike 的 bi 意指二而 cycle 意指輪。 經(jīng)過了追求物質(zhì)生活的年代，人們開始追求真正的健康的生活方式。從休閑車的誕生，已經(jīng)將近兩百年的歷史了。進入 21 世紀(jì)以來，人們的生活節(jié)奏變得越來越快，工作的壓力，家庭的負擔(dān)，生活的艱辛，令原本就脆弱的生命不堪重負。 休閑車在 20 世紀(jì)初至少 20 世紀(jì)中期，是人們的主要出行交通工具，隨著社會現(xiàn)代化進程的發(fā)展，摩托車，小轎車等各式新型交通工具逐步進入了人們的生活，逐漸代替了休閑車。然而隨著汽車數(shù)量的不斷增加，馬路上常常被擠得水泄不通。而哥本哈根世界氣候大會的召開，更是提出了低碳生活，這促使休閑車以公共的形式回歸成了必然的趨勢因此，休閑車設(shè)計，一方面要滿足消費者的需求，使休閑車具有功能性，人性化，另一方面要符合當(dāng)前社會科技發(fā)展的要求，具有時代性。因此對腳踏式休閑車進行人性化設(shè)計和分析研究是具有重要意義的。 （ 3）山地休閑車（ Mountain bike） 設(shè)計為騎乘于山區(qū)的車種，通常具有變速器可以根據(jù)齒輪變化檔位，一般情況下都具有變速器，有些安裝于前叉部位，有些安裝于坐墊部分，并且輪胎的紋理都經(jīng)過了防滑設(shè)計。 （ 6）沙灘休閑車（ beach cruiser） 腳踏式休閑車設(shè)計 –3– 其輪胎的紋理比較大，且一般情況下沒有手剎（配置倒剎），常常用于海邊或者其他旅游場所，由于常適用于海邊，因此其主要講究的是烤漆和防銹噴漆。 休閑車的組成 大部分的休閑車都由以下零件所構(gòu)成 休閑車體部分：包括前叉（前叉避震）、車架，前叉碗組，車把，鞍座等，為休閑車的主體。 附件：如菜籃，后貨架，打氣筒，備用內(nèi)胎等，同時許多高檔變速車還配有變速器和控制器等。 在歐美許多國家，政府通過修路、制定法規(guī)和優(yōu)化道路管理保障騎車者的安全，以此激勵并促使休閑車成為重要交通工具。不僅如此，美國參議院還通過法案，用稅收優(yōu)惠鼓勵雇主給騎車上班的雇員每月 40 美元到 100 美元的補 貼。例如， 1930 年，第一臺用于軍用使用的折疊休閑車誕生，開拓了折疊車的歷史。 20 世紀(jì) 70 年代，英國人 Brompton 發(fā)明了小型的鋁合金折疊休閑車，改變了人們對折疊休閑車的使用理念。 19 世紀(jì) 50 年代上海在洋務(wù)運動的帶領(lǐng)下，在滬的中國人親身體驗到了西方的先進科技。又一種，人如踏動天平，亦系前后輪，轉(zhuǎn)動如飛，人可省里走路。在上海的洋人非常熱衷于使用休閑車，平時用于交通，閑暇時便于娛樂。 目前大部分省，市，自治區(qū)都能生產(chǎn)休閑車，其生產(chǎn)能力可達每分鐘生產(chǎn) 76 輛（ 1994年數(shù)據(jù)）。有的老式車型在國外流行了近 10 年左右才逐漸在中國市場流行，而許多廠商直接生搬硬套的以國外設(shè)計的尺寸適用于國內(nèi)使用人群上，這就造成了很多外觀和使用上的難題。它采用了連桿傳動，提高了傳動的機械強度，并設(shè)有內(nèi)變速擋裝置，爬坡快速、省力。這種改變能使騎車人省力不少。 （ 3）到機械廠相關(guān)部門調(diào)查研究現(xiàn)有休閑車的現(xiàn)狀，做大量的資料整理，優(yōu)化并選材。設(shè)計過程中嚴格遵循相應(yīng)設(shè)計要求及設(shè)計準(zhǔn)則。20 世紀(jì)之前的休閑車只是簡單的對車身簡單的改造，傳動，完善基本功能等方面來達到使用的目的。其設(shè)計風(fēng)格延續(xù)了“安全”的風(fēng)格，在結(jié)構(gòu)上從新進行設(shè)計，首先加上了封閉的鏈蓋，加上摩電燈，后貨架等設(shè)計，完善了休閑車整體性。 隨著科技的不斷發(fā)展和新材料，與工藝的不斷出現(xiàn)，休閑車也在發(fā)展變化著，大體上休閑車變化將從以下幾個方便改進。泥板，連蓋用不銹鋼，塑料制成。商標(biāo)，標(biāo)牌也采用滌綸貼花使車身變得五光十色。瑞典微型休閑車公司生產(chǎn)一種輕便折疊休閑車，車身廠 米，重 公斤，用一只手可以提起來，車身有六個“關(guān)節(jié)”。當(dāng)時，一群熱衷于騎沙灘自行車在山坡上玩樂的年輕人，突發(fā)奇想：“要是能騎著休閑車從山上飛馳而下，一定非常有趣了。經(jīng)過 100 年的演變和改進和發(fā)展，休閑車的設(shè)計無論從人機工程，色彩，造型等方面都有了很大的改進，休閑車設(shè)計開始朝簡潔、輕盈、美觀、多樣化、個性化和人性化的方向發(fā)展。從最初的休閑車的鏈條蓋封閉設(shè)計，到 T 型的鞍座設(shè)計，以及帶扣環(huán)的腳踏設(shè)計，無一不體現(xiàn)出人性化設(shè)計。休閑車的發(fā)展會朝著科技發(fā)展的方向前進，其設(shè)計系統(tǒng)會朝導(dǎo)向一體化自行定位，隨環(huán)境變速，趣味性發(fā)展。 腳踏式休閑車設(shè)計 –8– IBDC（ international bicycle design petition）由中國臺灣地區(qū)經(jīng)濟部技術(shù)處主辦全球休閑車設(shè)計比賽，是目前概念休閑車設(shè)計的一個重要比賽，大賽從 1995 年舉辦至今，已經(jīng)經(jīng)過了 15 界，有最初的亞洲范圍為主的競賽，成為今天真正意 義上的國際大賽。在站著騎時“肯陶洛斯”將會通過陀螺儀和微型計算機用后輪獨立保持平衡 ，而且復(fù)雜的動力學(xué)平衡系統(tǒng)使雙輪成所需角度在公路外越野。這樣的設(shè)計則要求新型概念輪胎所以的材料本身的硬度更大，韌性好，不易變形，這也為未來材料的設(shè) 計運用埋下了伏筆。 2021 年 8 月，國際人機工程學(xué)學(xué)會（ International Ergonomics Association）對本學(xué)科所轄的定義為：人機工程 學(xué)是研究人與系統(tǒng)中相互之間因素的相互作用，以及應(yīng)用相關(guān)理論，原理，數(shù)據(jù)和方法來設(shè)計以達到優(yōu)化人類和系統(tǒng)效能的科學(xué)。 隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，日趨完善化的設(shè)計更強調(diào)人的效能、安全、舒適和身心健康，在設(shè)計高效機的同時，充分考慮人的因素，反映人的需要，把人與機密切結(jié)合起來。之所以如此，一部分原因是前傾式的騎車姿勢使騎車者會陰與車座前端產(chǎn)生磨擦，時間一久就會感到不舒服 。所以車座后端應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上適當(dāng)加寬。據(jù)此，車座寬度的適宜范圍 :男式普通單車為 24～ 26 cm ，女式普通單車為 26～ 29 cm 較合適。人體處于坐姿時，坐骨結(jié)節(jié)離臀部后緣約 10～ 12 cm，據(jù)此，車座后端的長度范圍定為 10～ 12 cm。 ③ 座面傾角。以內(nèi)為宜。以內(nèi)，屬坐姿的最小舒適范圍。 長時間騎車，臀部不舒服的另外一個原因就是座墊軟硬不合適所致。 座墊的軟硬應(yīng)以股骨頭剛好與座墊相接近，幾近接觸而無壓力為宜。良好的坐姿，壓力適當(dāng)?shù)胤植加诟髯甸g盤上，肌肉組織承受均勻的靜負荷，脊椎形狀最接近自然狀態(tài) 。的靠背還可防止骨盆的旋轉(zhuǎn)，增加坐姿的穩(wěn)定性，基于上述原因與原理，可考慮在自行車的鞍座后面設(shè)置一個適當(dāng)?shù)目勘常勘车木唧w尺寸如上圖 211 所示。 為了使背部下方骶骨 和臀部有適當(dāng)?shù)暮笸箍臻g，座面上方與靠背下部之間留一開口部分，其高度至少為 12. 5 cm。 設(shè)為 99176。 所以，靠背應(yīng)選用強度較好，質(zhì)量較輕的材料 (如 ABS 塑料 ) ，并具有 適當(dāng)?shù)膹椥?，以增加舒適感。 腳踏式休閑車設(shè)計 –13– ② 車把的寬度。 現(xiàn)行自行車的把手很多都是橄欖形的，其實這并不符合人機工程學(xué)原理，因為當(dāng)手握把手時，手的屈肌和伸肌共同完成握把。 把手的設(shè)計應(yīng)使操作者掌心處略有空隙，以減少壓力和摩擦力的作用。 把手的長度主要取決于手掌寬度，掌寬一般為 ～ cm，因此把手的長度可定為 12 cm 左右。 至于把手與車閘的表面設(shè)計，應(yīng)保證能準(zhǔn)確抓握，不產(chǎn)生滑動，所以它們的表面不能太光滑，要有一定的粗糙度。左右效果最好，可以降低疲勞，并且容易操作，還使腕關(guān)節(jié)處于放松狀態(tài)。 對女性來說，會陰與車座前端的磨擦，容易引起感染和疾病。 身體部位 舒適調(diào)節(jié)范圍內(nèi)尺寸 /cm 肩關(guān)節(jié) 前后擺： 40 肩高 男： 女： 上下擺： 25 上臂長 男： 女： 肘關(guān)節(jié) 彎曲角度： 110 大腿長 男： 女： 軀干 后傾角度： 90 小腿加足高 男： 女： 腳踏式休閑車設(shè)計 –15– 一般狀態(tài)下，站姿時自然視線低于水平面 10176。底盤尺寸方案的確定是休閑車底盤設(shè)計方案中首先要解決的問題。具體的構(gòu)型及尺寸數(shù)據(jù)分別見圖 23 大體框架圖、圖 24 底盤尺寸圖。 圖 23 大體框架圖 腳踏式休閑車設(shè)計 –16– 圖 24 底盤尺寸圖 驅(qū)動、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計 驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計 考慮到我國鏈條的生產(chǎn)歷史和現(xiàn)狀，以及國際上許多國家的鏈節(jié)距 均用英制單位，我國鏈條標(biāo)準(zhǔn) GB/T12431997 中規(guī)定節(jié)距用英制折算成米制的單位。 腳踏式休閑車設(shè)計 –18– 圖 25驅(qū)動系統(tǒng)圖 此次休閑車采用模塊化設(shè)計，驅(qū)動系統(tǒng)亦完全可以外購，選擇合適的廠家獲得配件。由于結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，在故障發(fā)生率上更加優(yōu)于其他產(chǎn)品。 自行車 鏈傳動的主要失效形式有： 腳踏式休閑車設(shè)計 –20– 鏈條的疲勞破壞：在傳動過程中，鏈條元件受變應(yīng)力的作用，經(jīng)過一定循環(huán)次數(shù)，鏈條發(fā)生疲勞斷裂，滾子發(fā)生沖擊疲勞斷裂。 鏈條的各參數(shù)的確定 根據(jù) GB/T 12431997 選擇 自行車 ISO 鏈號 08A1112， GB/T 12431997（因鏈條必須符合變速要求）。就其主要構(gòu)件 —— 車架而言，休閑車車架的材料有已往使用的鉻鋁鋼以外、還有鋁、鈦、碳纖、鎂等不斷出現(xiàn)新材料。碳纖維車架的特點是可以一體成型，不需要焊接，不過每個車架需要特殊的模具制造，成本也很高。因此可以選擇最適合于的尺寸、剛性、騎感的車架，這對于數(shù)毫米的差異也敏感的老車手來說是很有好處的。輕 而價格低是它的優(yōu)點。最近的鋁合金車架，為了提高楊氏彈性模量，加大管道外徑，使用扁平管，或者對鋁管進行熱處理等，制造出輕而有剛性的車架，這種最新的鋁合金車架對車手來說，具有足夠的輕量與剛性。熱處理采用時效析出增強法，簡單地說，在金屬內(nèi)形成一種妨礙金屬變形的物質(zhì)。 鋁本身是很容易受腐蝕的金屬，在空氣中幾乎不存在沒有被氧化的鋁，放置在空氣中馬上被氧化而形成很薄的氧化膜。 ② 需要進行熱處理必需進行熱處理，否則強度不夠。鈦金屬給一些人錯覺，貴而稀有，實際上鈦是地球上埋藏量豐富的元素之一。 ② 不生銹：鈦 在一般的環(huán)境下幾乎不會被腐蝕。因此用惰性氣體小心焊接。 （ 4） 碳纖維 (CERP) 碳纖維車架的特征是輕、 不彎曲、沖擊吸收性好，但是，充分發(fā)揮碳纖維的優(yōu)異性能，在技術(shù)上看起來不是那么容易，各碳纖維材料廠家之間的品質(zhì)差異也較大。碳纖維車架非常輕，這是它的密度和強的拉伸強度構(gòu)成的。 碳纖維車架的缺點 ： ① 復(fù)雜的應(yīng)力計算 構(gòu)成碳纖維車架的是碳纖維，它的特點是拉伸強度強，但剪斷強度弱，加工時需要進行復(fù)雜的應(yīng)力計算 (縱剛性、橫剛性 )，根據(jù)計算把碳纖維片重疊成型。最好不要放置在陽光下。通過合金化耐腐蝕性也得到進一步提高。切粉的燃燒、爆炸等能夠通過合金元素來回避的話，剪斷、溶接性可能不會差。 鎂是劇烈氧化的金屬，不小心操作錯了很容易爆炸，純鎂一般不能使用，添加其他金屬 (鋁、鋅、錳等 )制成合金來使用，制成的鎂合金強度、機械性能都得到提高。 （ 1） 鉻鉬鋼已經(jīng)使用了很久，