【正文】 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書課題名稱　基于PRO/E的變速自行車優(yōu)化設(shè)計 　課題性質(zhì)　　工程設(shè)計類　　　班 級 機械121 學(xué)生姓名 學(xué) 號　　　指導(dǎo)教師　　　　　　　導(dǎo)師職稱 講師 論文真實性承諾及指導(dǎo)教師聲明學(xué)生論文真實性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。of variable speed如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。國外山地自行車工業(yè)發(fā)達(dá)的國家都在自行車設(shè)計中投入了大量人力、物力和財力，也取得了很好的效果。將從山地自行車設(shè)計的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、山地自行車設(shè)計的使用要求和步驟、山地自行車設(shè)計人員要求、山地自行車影響出功率的機械因素、山地自行車行駛阻力、山地自行車安全要求、山地自行車設(shè)計的配合要求八個方面。在中國大陸、臺灣、新加坡，通常稱為“自行車”或“腳踏車”，在香港、澳門則通常稱為“單車”。在香港，山地自行車屬于“非機動車輛”，無須領(lǐng)有牌照，但在路上行駛時，須遵守和機動車輛一樣的交通規(guī)則。由于各國生活水平的差異，使用自行車的目的各不相同，有些國家的騎行者以旅游、鍛煉身體以及少年兒童體育運動為主要目的，一般使用多速車、越野車和山地車；有些國家的自行車主要作為交通工具，多使用輕便車和多速車。在一方面，對于一個從事學(xué)習(xí)工業(yè)設(shè)計的人來說，更多的了解一些機械構(gòu)造，內(nèi)部原理等知識，可以使我們在設(shè)計產(chǎn)品的時候，形成一個完整的思路，是我們的美好的外*觀造型構(gòu)思與事物本身的構(gòu)造形成一個完美的結(jié)合。使用壽命山地自行車屬日用消費品，不同類型的自行車均有相應(yīng)的使用壽命要求，因為山地自行車的易損零部件，在運轉(zhuǎn)中要磨耗、變形或損壞，不但增加了維修工作量，甚至?xí)ナ褂脙r值。 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化這是指山地自行車產(chǎn)品的系列化，部件通用化和零件標(biāo)準(zhǔn)化。 工藝性山地自行車設(shè)計時要考慮加工工藝的合理性，特別批量生產(chǎn)的品種， 工藝合理性顯得更為重要?，F(xiàn)在消費者購買山地自行車時，主要依據(jù)是牌號、價格、外形和美觀程度。自行車如有過大的允許負(fù)荷能力，雖然能擴大其使用范圍，但將使自行車零件的尺寸和強度隨著增大，是不經(jīng)濟的，因此要合理選擇而設(shè)計。 騎行輕快和舒適山地自行車既要有一定的剛度，也要有相應(yīng)的彈性，否則就會影響騎行性能和使騎行者容易產(chǎn)生疲勞，因此對架、前叉和鞍座等主要部件都要與人的體形結(jié)合起來考慮，使之達(dá)到騎行舒適的要求?？諝庾枇τ赡ゲ磷枇蛪毫ψ枇?gòu)成，磨擦阻力是空氣對車和人體表面的磨擦作用造成的阻力。 內(nèi)部阻力騎車人驅(qū)動中軸轉(zhuǎn)動所做的功，在轉(zhuǎn)換成為有效的后輪推力過程，把動力傳遞中所浪費的部分稱內(nèi)部阻力。2. 鏈傳動的效率:軸皮轉(zhuǎn)動、鏈輪、飛輪和鏈條的嚙合，產(chǎn)生的摩擦阻力并不大。抖動的能量損失很大，一般占內(nèi)部阻力的10%左右。為了騎行舒適，車架、前叉、鞍座的彈性要好，但設(shè)計時也要考慮保持其合理的剛性，以充分發(fā)揮騎車人輸出功率的實際效能。其中鋼制的車架最便宜，不過重量也最重，表面的油漆脫落后便有生銹的危險，所以平時在保養(yǎng)上要下功夫。鈦合金不但重量輕，不生銹，強度高，材料特性最佳，不過原料昂貴，加工困難。它的最大的缺點是比起其它的素材重(過去)。但是從『輕』來說，當(dāng)前與鐵素材比較相差并不大。鋁合金是純鋁中加入Mg，zn，si，cu等金屬的合金。在某種高溫下進行熱處理時，會引起時效析出，若沒有經(jīng)過這個程序的車架，也會引起常溫時效。7075合金本來就必要進行熱處理，通過熱處理其強度可以增加5倍?！皲X合金車架的缺點(1)鋁是彈性率及剛性低的材料。尤其是6000系的鋁合金管，多數(shù)情況是管道廠家指定熱處理條件。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。這種金屬粉末防止脂膏流失，即使流失后也用來防止緊密接觸。『烘焙接合』：加工金屬時所產(chǎn)生的熱量來溶融接合。因此用惰性氣體小心焊接。近來有些鋁合金車架比鈦合金車架價格貴，這說明鈦合金車架的價格下降了。圖32 COLNAGO牌的碳纖維車架碳纖維是把碳纖維用樹脂凝固成形的東西。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。如SCOTT廠的ELEVATED車架是著名的。 (2)老化使用樹脂因此會不會老化? 這是一個存在的課題，它放置在陽光下時會逐漸變白。它是不容易腐蝕的活性金屬。楊氏彈性模量稍微低些，但是可以用加粗管直徑及橢圓化等方法來解決。和鈦比較起來加工性好。有些人曾經(jīng)使用過鎂合金制用具，如摩托車的曲柄套等、他們說：雖然用了很久，但是很好，不會象鋁般發(fā)白。使用適正厚度的管道時重量是會增加，但是不容易引起金屬疲勞，這種車能帶給車手極佳的騎感。從外觀來看這些制品使人引起很不錯的錯覺，但是疲勞壽命將是如何呢? 鋁管的薄壁程度已經(jīng)到了極限，不可能再薄下去。3．碳纖維制自行車是有前途的，通過應(yīng)力計算會找到最適合的加工條件。另外，鈦不需要涂漆，可減少這部分的重量(20～409)。就整車結(jié)構(gòu)來說，以點、線、面式的組合結(jié)構(gòu)為主，配上直線構(gòu)架、倒角支架板材以及富有動感的弧線，整體造型圓滑、線條簡潔，藉由連結(jié)中央圓盤組合，且車架鋼性強。在車架加工過程中，或多或少地存在加工精度問題，從后視方向觀察車輪，兩輪也不在同一平面上，使騎行產(chǎn)生“沉重”的感覺。對于騎車人來說，下肢的關(guān)節(jié)相對中軸中心的位置，是決定下肢肌肉群的肌力有效利用的一個關(guān)鍵，即踏力和踏速能否獲得最佳的配合的一個關(guān)鍵。反之，股關(guān)節(jié)位置后移，立管傾角減小。如圖35：圖35 前叉 車把及位置車把是連接著前叉，可轉(zhuǎn)動前叉，在使用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，支承著一部分騎車者的重量，在車把上安裝著制動手把和車鈴，控制制動和信號。如果車把位置太高，會增加車架長度；過低，將妨礙車把的轉(zhuǎn)向。關(guān)齡車架三支點的研究，除考慮出力性能外，還要考慮騎車人的疲勞程度、身體局部疼痛，駕駛方便程度和安全性能等因素。 同時為了調(diào)整鏈條的松緊度，后軸必須能前后調(diào)整，并能在合適的位置上緊固而保持不動。參照前軸。圖310 前飛輪圖311 后飛輪 變速器自行車在行駛時遇到的道路情況是復(fù)雜的，有時風(fēng)速和風(fēng)向?qū)︱T行者影響也很大，因此，自行車在不同的行駛條件下，應(yīng)有不同的速比，就需要安裝變速器，變速器有內(nèi)、外變速兩種，內(nèi)變速器一般在后軸內(nèi)，也有利用中軸變速。普通車對路面的抓著力、雨天的剎車力、防止側(cè)滑能力、耐久性等有較高需求，往往采用塊形花紋和簾線支數(shù)粗的輪胎，而其滾動阻力相應(yīng)也增大。為了有效地產(chǎn)生必要的踏力和踏速，下肢骨骼應(yīng)保持合理的運動角范圍。自行車車座應(yīng)調(diào)整到什么高度為最佳呢?一般說來，以車座較低并有510度的后傾最便于長途旅游。由此也確定了大腿骨的運動角度和有關(guān)肌肉群的收縮程度。曲柄長度可取股骨長的二分之一左右。查表(常用塑件的脫模斜度)選擇該塑件的型芯和凹模的統(tǒng)一模斜度為 176。成型收縮率小，易發(fā)生熔融開裂和應(yīng)力集中，故應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，塑件須經(jīng)退火處理。模溫低時收縮率、伸長率、抗沖擊強度高，抗彎、抗壓、抗張強度低。 塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔。但是，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費用和各種成本費等因素，初步定為一模兩腔結(jié)構(gòu)形式。由以上分析可確定選用不帶支撐板的單分型面的注射模.結(jié)　論 此次畢業(yè)設(shè)計我們做的課題是三地自行車的工業(yè)設(shè)計與模具設(shè)計，從這次設(shè)計，我們學(xué)到了很多東西。4．模具設(shè)計部分，除了對注塑模具設(shè)計的理論知識鞏固之外，對用Pro/Engineer進行模具設(shè)計的過程以及常見的問題也有了一個更深的認(rèn)識。戴老師多次詢問設(shè)計進程，并為我指點迷津，幫助我開拓設(shè)計思路，精心點撥、熱忱鼓