【正文】 ke”，縮寫為 MTB。為了迅速提高我國自行車水平，必須在設計工作中下功夫。一般以人騎上腳踩踏板驅(qū)動。有些地方要求夜間行車時自行車要使用車燈。 一輛好的自行車首先要有 好的車架 、 好的零件組成， 然后還要有良好的 組裝技術。美是造型美觀、色彩鮮艷、華麗而不俗；輕是自重輕、騎行輕；牢是強度高；新是款式新、品種多；廉是成本低、競爭力強。因此，設計自行車時，首先應該選擇合理的結構，同時還應符合有關技術經(jīng)濟指標的要求。 行駛安全性 這是 山地 自行車設計者必須考慮的內(nèi)容，隨著車輛的增多和車禍的經(jīng)常發(fā)生，國內(nèi)外對自行車的行駛安全性越來越加重視，國際自行車標準已有明確的安全標準要求，不符合安全要求的自行車嚴格禁 止行駛。 因此，我國 山地 自行車首先應當符合國家標準的要求，同時，要使新開發(fā) 的產(chǎn)品符合標準化要求， 標準要先行，如果各廠由于沒有明確標準就自行設計，待社會上形成一定數(shù)量后，再統(tǒng)一標準就困難了。 山地 自行車的外形應合乎比例、和諧平整、美觀大方，以增加使用者對自行車的美觀感。 強度和最大容許負荷 設計 山地 自行車中的每個零部件時，必須保證足夠的強度。例如重量、自行車制造工藝性、新 工藝采用情況和標準化通用化程度等。它 由滾動時輪胎斷面產(chǎn)生變形、胎面與路面之間相對滑動、路面變形、由于路面不平而引起的振蕩損失等因素組成。構成磨擦阻力的因素與車和人的表面平整、光滑度和外形大小有關，此外還與揮動腳蹬時的 空氣阻力和車輪轉(zhuǎn)動的空氣阻力有關。厘米 )為 :若前后軸 :，則中軸 :，鏈輪和鏈條 :，飛輪和鏈條 :。不單是能量的損失，隨著車架的抖動促成車輪安裝精度的破壞而增大滑角，從而引起滾動阻力的增加。外變速或變速器的鏈條中心線是偏斜的，但傳動效率的降低也很小。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 7 第 3 章 山地 自行車設計的要 點 材料因素 材料是實現(xiàn)自行車設計的物質(zhì)基礎，離開了材料及輔助材料的材性與工藝，其設計只能是一種抽象存在，無法體現(xiàn)其存在的意義和價值。表面拋光后 整臺車呈現(xiàn)銀白色，很好看。 (如圖 )鐵制車架的最大特征是可在各種成份，各種粗細厚薄的鐵管中，任意選擇所需要的鐵管進行加快。 2. 鋁合金 (A1MgSi， Al— Zn— Mg 一 (Cu)) 用鋁合金制作的車架。雖然經(jīng)過多次改進，但是始終克服不了楊氏彈性模量低的缺點。 ●鋁合金車架的優(yōu)點 (1)可以制作重量輕的車架鋁的比重輕但不夠硬，為了增強強度把它制成合金并施予熱處理。 有 7075 標志的自行車零件 (如 XTR 曲柄等 )，嚴格來講沒有經(jīng)過熱處理。為什么不生銹昵 ?原因是該氧化膜達到一定的程度時防止繼續(xù)生銹。 (2)需要進行熱處理必需進行熱處理，否則強度不夠。鈦合金給人的印象是 輕而硬。 ●鈦合金車架的優(yōu)點 (1)可以制作輕量而強度大的車架純鈦金屬的強度更高。例如，不同種類的合金接合在一起時，成為電極狀態(tài)，電位差使局部通電引起腐蝕。這種現(xiàn)象稱為『粘住 』 ，它和『烘焙 』 是不同的。鈦在自然界以二氧化鈦的形態(tài)存在，提練及加工過程復雜，技術要求高，并花時間因此成本高。鈦的焊接必需隔絕空氣下進行。 4. 碳纖維 (CERP) 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 10 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。但成本太高。 (2)沖擊吸收性好 碳纖維用來制作殘疾者運動時用的假腿，或者特殊的彈簧等被用在各領域。 ●碳纖維車架的缺點 (1)復雜的應力計算 構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，洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 11 加工時需要進行復雜的應力計算 (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。 (2)加工性 好 鎂制車架加工不會差。但是這方面的資料當前還很少，耐腐蝕性好到何種程度難于判斷。鈦合金制的上述各種性能都不是最好的，但是為什么對它感興趣呢 ? 因為它是有前途的金屬。 2．白行車用鋁管，當前的設計方針很危險，鋁是沒有疲勞極限，為了降低應力 應該增加厚度。今后鋁制自行車向那一個方向發(fā)展 吶 ? 我認為可能會成為比賽專用自行車的素材。當前尚存在各種問題。 結構因素 本次自行車設計運用圓形形態(tài)組合原則，受到“新鋒銳” (New Edge)理論及圓周運動規(guī)律的啟發(fā)，其整體構架由平面倒角板材 (車身部位 )與直線金屬管材 (自行車車頭碗組、座桿等部件 )以及塑料、橡膠部件 (自行車坐墊、車把手、腳踏板 )(如圖 33)；車架分為前部和后部，前部為轉(zhuǎn)向部分，以簡潔 的弧線為貫穿，后部為驅(qū)動 部分，由于后部的特性 —— 受力較大，則對后半部分進行加固；其傳動方式仍然保留原有的鏈條式傳動，配備單速或速度調(diào)節(jié)器。 我所設計的自行車的造型設計如下圖 33： 圖 33 車體造型 車架 車架 是構成自行車的 基體聯(lián)接著自行車的其余各個部件并承受騎者的體重及自行車在行駛時經(jīng)受各種震動和沖擊力量，因此除了強度以外還應有足夠的剛度，這是為了在各種行駛條件下，使固定在車架上的各機構的相對位置應保持不變，充分發(fā)揮各部位的功能。立管延長線和鞍座上表面的交點為鞍座的位置。在膝關節(jié)也存在同樣情況。第一個作用是支承前輪所受的重量， 第二個作用是將車把轉(zhuǎn)向動作傳送到前輪，使自行車能按騎者的意愿方向行駛；第三個作用是前義下端壓有彎度，能促使自行車有自己向前直駛的性能，減輕騎車者操縱強度，并起一些緩沖作用。 車把和鞍座的位置影響了騎車人上半身的姿勢。 如圖 36。 如圖 38： 圖 38 前軸 后軸 有三個作用，第一個作用是承受由立管和平叉?zhèn)鱽淼淖孕熊嚤旧砺尻柪砉W院畢業(yè)設計（論文） 16 及騎車者的一大部分 (約 60％ )重量，并通過后花盤、鏈條、車圈及輪胎，將重量傳落地面；第二個作用是推動前輪旋轉(zhuǎn)前進；第三個作用是驅(qū)動全車前進的主動軸承。 中軸是傳動機構，承受騎車者的腳踏力量。在運轉(zhuǎn)中腳蹬本身能自轉(zhuǎn)，以保持腳掌用力位置的不變， 腳蹬的結構與規(guī)格是否合適，將直接影響到騎車者的放腳位置是否舒適，足脛關節(jié)和小腿肌肉的作用狀況是否最佳，這是設計者要考慮的因素。 胎冠的厚度和胎肩的厚度越大，滾動阻力系數(shù)越大。 圖 313 輪子 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 19 鞍座 及高度 鞍座 是承受騎車者的體重作用，要有足夠的強度和彈性，不同型號的自行車對鞍座的要求也不完全一致， 對鞍座的要求是堅固、舒適，既能使騎行者提高輸出功率的作用，同時減少騎行者的疲勞，提高行駛性能。 有自行車旅游特別是長途旅游，掌握好自行車技術是很重要的，目的是為了節(jié)省體力，保證安全。 坐墊前后位置的設定其實相當簡單：先在坐墊上坐好，將腳掌放在踏板上正確的位置，然后踩個幾下，接著將踏板 擺成水平，這是前腳的 “ 膝洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 20 蓋下點 ” 所垂下的垂直線要剛好通過踏板的中心位置（也就是踏板軸），這樣就完成了 ！ 前后閘 前后閘 是保證騎行安全的關鍵部件，有普通閘、鉗形闡、觸閘、抱闡、漲閘、腳閘、盤閘等多種結構、形式、但不管何種結構，都要切實保證達到制動性能的要求。肌力的大小與肌肉的伸長和收縮程度有密切關系。如圖 317： 圖 317 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 21 第 4 章 自行車車座 的模具設計 塑件成型工藝性分析 塑件的分析 1． 外形尺寸 該塑件壁厚 均勻，平均壁厚 2mm 左右，塑件外形尺寸不 太 大， 外形不復雜， 塑料熔體流程不太長，適合于注塑成型，如圖 41。 2．成型性能 (1) 無定形料 ,熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，流動性差。 (3) 冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)以粗、短為原則，宜設冷料井，澆口宜取大，模具宜加熱。對 PC 的色澤、粒度和均勻度等進行檢驗。 2．注射成型工藝參數(shù) (1) 注射機：柱塞式 (2) 料筒溫度 (℃ )：前段 240~285；中段 230~280；后段 210~240 (3) 噴嘴溫度 (℃ )： 240~250 (4) 模具溫度 (℃ )： 90~110 (5) 注射壓力 (MPa)： 80~130 (6) 成型時間 (s)： 110 擬定模具的結構形式 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 23 分型面位置的確定 通過對塑件的結構形式分析，分型面應選在瓶塞截面積最大且利于開模取出塑件的平面上，如圖 42。澆注系統(tǒng)設計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口 。 2．澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前不能確定準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 倍來估算。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。 (3) 主流道大端直徑： 2 t a n 18 , 2d d L mm??? ? ? ? ?主 式 中 ＝。對材料的要求較嚴格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設計成一個整體，但考慮上述因素通常還是分開來設計，洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 26 以便于拆卸更換。本設計對塑件的分析采用整體式。 各模板尺寸的確定 1. A 板尺寸。 B 板是凹模板，綜 合取 150mm。 4． 模架外形尺寸： 650 750 571（ mm）。 Pro/E（ Pro/Engineer 操作軟件）是美國參數(shù)技術公司（ Parametric Technology Corporation，簡稱 PTC）的重要產(chǎn)品。 NC 編碼為 參照下圖 52： 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 30 圖 52 上模 部分工序 NC 代碼 此代碼為上模的 銑床輸出結果： O0001 N10 M03 S500 T0101。 N25 G71 P30 Q70 。 N45 。 N65 G01 X48 Z88。 N85 M03 S1200 T0101。 N105 Z100。 N125 G75 。 N145 M03 S650 T0303。 N165 。 N185 G00 X100。 N200 M30。 N15 G71 。 N35 Z1。 N55 X46。 N75 M05。 N95 G70 P25 Q61 。 N115 G00 X33 Z15。 N135 Z100。 % O0003 N05 M03 S500 T0404。 N20 G71 P25 Q40 。 N40 Z42。 N60 M00。 N76 M09。 N95 M30。 3． 通過對 自行車座 模具的設計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結構特點及設 計計算方法，對獨立設計模具具有了一次新的鍛煉。 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 34 謝 辭 本課題在選題及 設計 過程中得到 孟 老師的悉心指導。u1． Korea． May 2126， 2020 [10] 尚建忠 , 羅自榮 , 張新訪 ． 兩種輪式 山地自行 車 懸架方案及其虛擬樣機仿真 ． 中國機械工程 , 2020， 01 [11] 鄭永春，歐陽白遠，王世杰，等． 山地自行 車 的物理和機械特性 ．礦物巖石， 2020， 04 [12] 葉久新 ． 塑料模設計指導 ． 北京理工大學出版社， 2020 [13] 屈華昌 ． 塑料成型工藝與模具設計 ． 高等教育出版社， 2020 [14] 張維合 ． 注塑模具復雜結構 100 例 ． 化學工業(yè)出版社， 2020 洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文） 36 [15] 李建國，崔平遠，居鶴華．基于恒星敏感器的 山地自行 車 車向角確定算法．控制工程． 2020， 05 [16] Jianguo Li， Pingyuan Cui， Hehua Ju． Design of a new digital sundial for lunarrover true north detection and pose estimation． The 8m ILEWG Confefence on Exploration and Utilization ofthe moon． Beijing , 2020 [17] Hirose S， Kuwahara H， Wakabayasbi Y， et a1． The mobility design concepts characteristics and ground testing of alloffset — wheel rover vehicle[J]． Space Technology， 1997， 17 [18] NASA ， Nasa Space Vehicle Design Criteria(Environment)L