【正文】 滿足各個不同消費群體的個性要求。過去 20 年間，北京市休閑車出行在交通出行方式中所占的比例呈逐年遞減趨勢。 此次的選題源于緩解緊張的生活節(jié)奏。因而此次選題涉及到休閑車、山地車等概念問題時統(tǒng)一用休閑車概述，這里不再贅述。因此對休閑車進行優(yōu)化設(shè)計和分析研究具有重要意義。 吉 林 農(nóng) 業(yè) 科 技 學(xué) 院 學(xué) 士 學(xué) 位 設(shè) 計 說 明 書 論 文 題 目： 腳踏式休閑車設(shè)計 年 級 專 業(yè)： 20** 級機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： ****** 學(xué) 號： ********** 指 導(dǎo) 教 師： 于振文 評 閱 教 師： 明哲、蔣俊香 完 成 日 期： ****年 6 月 16 日 吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院 腳踏式休閑車設(shè)計 I 腳踏式休閑車設(shè)計 學(xué) 生 : ****** 專 業(yè) : 機械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師 : 于振文 摘 要 經(jīng)過了追求物質(zhì)生活的年代，人們開始追求真正健康的生活方式。 腳踏式休閑車設(shè)計 II Pedal Type Recreational Vehicle Design Name: ******** Major: Mechanical Design, Manufacturing and Automation Tutor: Yuzhenwen 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。 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。進入 21 世紀以來，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。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。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。 （ 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。 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。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。 20 世紀 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。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。 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)）。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。 （ 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。20 世紀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。 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。商標，標牌也采用滌綸貼花使車身變得五光十色。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。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。 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。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。 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。所以車座后端應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上適當(dāng)加寬。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。以內(nèi)為宜。 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。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) 。 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。 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)膹椥裕栽黾邮孢m感。 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。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)。 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。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。 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。 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。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。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。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。 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。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。因此用惰性氣體小心焊接。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。最好不要放置在陽光下。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。 （ 1） 鉻鉬鋼已經(jīng)使用了很久，對它的研究也最多，除非有什 么突破，鉻鉬鋼的前途可想而知的了。 （ 3） 碳纖維制休閑車是有前途的，通過應(yīng)力計算會找到最適合的加工條件。 （ 1） 對 d2 ≥ζ ］ψ［ PR4[8]＝０ .６５ 10341539?? ≈４ .８ mm 查《機械設(shè)計手冊》表１４ １３取［ P］ =10，∴取 d2 =5mm φ=H/ d2 [8]=3, M=φd2 [8]=5 3=15 腳踏式休閑車設(shè)計 –25– 軸向力 F 取 1539N，根據(jù) BM 的結(jié)構(gòu)取 H=15， ζ取 （ 2） 內(nèi)螺紋的強度校核 τ = DbzFπ [8]= 1539 ???? ≤［τ］ =［ σ］ = 360=216MPa 查《機械設(shè)計手冊》 GB19681 取 P=，則 b=[8]= = 查《常用金屬材料手冊》 σs =600MPa, ［ σ］ =360MPa 故滿足強度校核 （ 3） 螺桿螺紋強度校核 σca =231221)(3)4 dTdF ?π（ ≤［ σ］ [8] 即 2222 153 153 94 ）（）（ ???? =185360MPa T=T2 =[8]= 1539 5=1539 ∴滿足強度校核，選 用 M5 材料為 45 鋼的滾花高頭緊定螺釘。目前出現(xiàn)的高速休閑車、避風(fēng)式休閑車、流線型休閑車以及采用 “滴水管”和異徑輻條等，其目的均為了減輕空氣的阻力。設(shè)計賽車等休閑車時應(yīng)特別重視這一點。一是可慮到加工難度不高，二是比例相對于更為優(yōu)雅而古典，且具有城市代步車的味道。 此次設(shè)計主要為應(yīng)用型設(shè)計，在材料的選擇上既可以選擇低成本的鐵質(zhì)材料，也可以使用鈦合金材料作為車架的主體材料。腳踏式休閑車設(shè)計 –29– 參 考 文 獻 [1]孫桓 ,陳作模 ,機械原理 [M].北京：高等教育出版社 ,2021. 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