【正文】 設(shè)計(jì) 組合夾具的設(shè)計(jì)是解決測(cè)試方法集成的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)出組合靈活方便、可靠性高的組合夾具，是實(shí)現(xiàn)多種零件同試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試的基礎(chǔ)，針對(duì)自行車車架、車把、腳踏、前叉幾種關(guān)鍵部件，現(xiàn)設(shè)計(jì)出幾種零件裝夾方案 （ 4） ，如圖 。測(cè)試棒安全緊固在鞍座夾緊裝置上，測(cè)試棒與水平呈 10 度的夾角，在距離測(cè)試棒中心線與螺栓中心線相交所形成的鞍座夾緊螺栓的中心位置的 70mm 處施加一個(gè)垂直向下的作用力，如圖 所示。讓左曲柄處于水平向下傾斜 30 度的位置。 疲勞測(cè)試有兩種方法，一種是曲柄與水平線呈 45 度，用腳蹬模擬作用力，第二種是曲柄與水平線呈 30 度，在下坡時(shí)騎行者站在腳蹬上模擬作用力。避震前叉應(yīng)以其自由、伸展長(zhǎng)度進(jìn)行試驗(yàn)。在受試自行車前叉接片向前施加 1200N 大小的水平力，向后施加 600N 的水平力，測(cè)試 50000 次，頻率為 35Hz，如圖 所示，前叉限制在垂直方向，但在作用力下可在前后方向自由滑動(dòng)。 表 CPSC 1512 標(biāo)準(zhǔn)的制動(dòng)試驗(yàn)的速度和制動(dòng)距離 試驗(yàn)方式 試驗(yàn)速度 /km 在手閘閘把、把端把或裝有副閘把 的自行車，除了對(duì)主閘把進(jìn)行試驗(yàn)外，還須對(duì)副閘把另行試驗(yàn)。 該試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械部分主要包括試驗(yàn)臺(tái)龍門框架、升降臺(tái)、加載裝置、檢測(cè)裝置及組合夾具組成，如圖 所示。福建華興碳纖維復(fù)合材科技有限公司的 WINSPACE、 深圳喜得盛自行車有限公司的 XDS和浙江力霸皇集團(tuán)代工的 TRIACE 等碳纖維自行車品牌均已接近國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)機(jī)的應(yīng)用軟件會(huì)朝著可擴(kuò)展、 可升級(jí)、個(gè)性化的方向發(fā)展，北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 從一定意義上來看，未來試驗(yàn)系統(tǒng)功能的優(yōu)劣會(huì)在其系統(tǒng)的應(yīng)用軟件方面更多的表現(xiàn)出來。于是便開始著手研制碳纖維自行車。德國(guó)、美國(guó)等國(guó)的碳纖維自行車質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備比較復(fù)雜、自動(dòng)化程度高，但是設(shè)備造價(jià)高，價(jià)格昂貴，并且單件檢測(cè)費(fèi)用高昂，一般企業(yè)難以承受。歐美等國(guó)的自行車廠商與研究部門密切合作，對(duì)自行車進(jìn)行了計(jì)算機(jī)輔助受力分析和強(qiáng)度計(jì)算，使自行車外形更符合人機(jī)工程學(xué)的要求。疲勞強(qiáng)度不夠，使用一段時(shí)間后，容易發(fā)生車架斷裂、永久變形等嚴(yán)重事故，給人身安全帶來嚴(yán)重威脅。 車架、前叉和車把是碳纖維自行車的關(guān)鍵零部件，其質(zhì)量直接關(guān)系到整車的好壞。萬能試驗(yàn)機(jī)可分為機(jī)械萬 能試驗(yàn)機(jī)、液壓萬能試驗(yàn)機(jī)、電液伺服萬能試驗(yàn)機(jī)和電子萬能試驗(yàn)機(jī)。因此 ,研制一臺(tái)通用性好的疲勞試驗(yàn)機(jī)具有實(shí)際意義。因此，研制一臺(tái)通用性好的疲勞試驗(yàn)機(jī)具有實(shí)際意義。變速自行車的大規(guī)模生產(chǎn)必須有先進(jìn)、實(shí)用、可靠而安全的變速傳動(dòng)部件和外變速系統(tǒng)專用的質(zhì)量檢測(cè)、試驗(yàn)分析設(shè)備。典型的低、中、高檔自行車構(gòu)架分別由碳鋼、鉻鉬合金及鋁合金和碳纖維制造。北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 目 錄 第一章 緒論 ....................................................................................................................... 1 課題研究的背景和意義 ......................................................................................... 1 課題研究背景 ............................................................................................... 1 課題研究意義 ............................................................................................... 3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ................................................................................. 4 國(guó)外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................... 4 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ............................................................................................... 5 第二章 總體設(shè)計(jì)方案 ......................................................................................................... 7 主要研究?jī)?nèi)容 ......................................................................................................... 7 試驗(yàn)臺(tái)整體方案的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 7 測(cè)試部件的分析 ..................................................................................................... 8 制動(dòng)性能差異 ............................................................................................... 8 車架 腳蹬力測(cè)試分析 .................................................................................10 車架 水平力測(cè)試分析 .................................................................................10 車架 垂直力測(cè)試分析 ................................................................................. 11 前叉 彎曲力測(cè)試分析 ................................................................................. 11 曲柄組合件測(cè)試分析 ..................................................................................12 鞍管測(cè)試分析 ..............................................................................................13 第三章 總體結(jié)構(gòu)方案 ....................................................................................................... 15 總體方案 ................................................................................................................15 零件裝夾方案設(shè)計(jì) ................................................................................................16 課題難點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù) ............................................................................................17 增強(qiáng)主體穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)與主要零部件 ................................................................17 增強(qiáng)主體穩(wěn)定性的設(shè)計(jì) ..............................................................................17 試驗(yàn)臺(tái)主要零部件 ......................................................................................18 第四章 機(jī)械系統(tǒng)部分 ....................................................................................................... 19 電機(jī)的選擇 ............................................................................................................19 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) ............................................................................................................20 計(jì)算設(shè)計(jì)功率 ..............................................................................................21 選擇帶型 ......................................................................................................21 帶輪齒數(shù)及節(jié)圓半徑 ..................................................................................22 計(jì)算帶速和帶長(zhǎng) ..........................................................................................24 計(jì)算軸間距和嚙合齒數(shù) ..............................................................................25 計(jì)算作用在軸上的力 ..................................................................................26 梯形絲杠的參數(shù)設(shè)計(jì)及校核 ................................................................................27 絲杠材料的選擇 ..........................................................................................27 絲杠螺母的耐磨性計(jì)算 ..............................................................................27 絲杠的穩(wěn)定性計(jì)算 ...............................................................