【正文】 預(yù)計(jì)該單車所能承受的重量為 1KN，即可承受的最大質(zhì)量為 100kg， 主要校核的部位是車身那幾個(gè)關(guān)節(jié)，基本上 受力都集中在這些支撐柱與橫梁，所以其中的各桿都必需滿足強(qiáng)度與剛度甚至是穩(wěn)定性的最低要求，本次設(shè)計(jì)的可折疊自行車車身結(jié)構(gòu)如圖 311 所示，主受力 G，兩個(gè)支撐力 F1 與F2，角度 α 1 為 55 度，角度 α 2 為 85 度， 角度 β 1 為 35 度， β 2 為 50 度， 圖 311 將數(shù)據(jù)代入以上公式 可得： F1=700kg,F2=769kg 再根據(jù)： 其中 桿 2 的作用面積 A1 為 210mm2 可算得橫梁 ，即圖中的桿 2，受拉應(yīng)力 F1=， 桿 4 的作用面積 A2 為 ，所受拉應(yīng)力為 F2=， 由上面 兩個(gè)拉應(yīng)力與 Q235 的許用應(yīng)力 140MPa 相對(duì)比，可明顯看出遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足要求。 但另一方面考慮到本次設(shè)計(jì)的自行車的車輪比較小，其轉(zhuǎn)一圈才走了半米多一點(diǎn)，行程比較小，所以我們?cè)趥鲃?dòng)比上選取得比較大， 初步確定傳動(dòng)比 大概是 1 比 4，根據(jù)這個(gè) 比數(shù)再根據(jù)齒輪的放置位空間的大小初步確定 鏈輪齒數(shù)分別為， 踏板連接齒輪的齒數(shù)為 Z1=17，中間起搭接作用齒輪齒數(shù)為 Z2=9/22， 與后輪配合的飛輪齒齒數(shù)為 Z3=11， 并確定與各鏈齒輪 所配用的鏈條節(jié)距為 P=8mm，滾子外徑 D=5mm，鏈條的排距 Pt=。 采用滾鏈傳動(dòng)的一個(gè)最大原因是滾子鏈可以遠(yuǎn)距離 傳動(dòng)，正適合自行車的結(jié)構(gòu)配合， 滾子鏈傳動(dòng)是具有中間撓性件的非共軛 嚙合 傳動(dòng) ，其鏈輪齒廓的幾何形狀具有一定的靈活性，但又影響傳動(dòng)質(zhì)量、使用壽命以及加工的難易度。自行車的基本部件包括：車架部件、車把部件、前叉部件、輪軸部件、中軸部件、飛輪部件、鏈條部件、車 輪部件、泥板部件、車閘部件、腳蹬部件、鞍座部件。傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是要有較高的傳動(dòng)效率和可靠性，且有易操縱的機(jī)構(gòu)。 支撐部件主要有車架、前叉、鞍座和車把等，是自行車的構(gòu)架。 組員分工合作整理設(shè)計(jì)方案，計(jì)算修改各部件尺寸及強(qiáng)度，設(shè)計(jì)齒輪及飛輪的直徑和齒數(shù)，定車輪的直徑，和進(jìn)一步設(shè)計(jì)折疊機(jī)構(gòu)。 傳動(dòng)部件傳動(dòng)比要大 使自行車車身占用空間小的話，車輪直徑的小尺寸是最起作用的，但是由于車輪小又要滿足使用者不至于費(fèi) 很大力氣卻不能使車的速度達(dá)到普通自行車的速度，所以考慮到用大傳動(dòng)比，小結(jié)構(gòu)的折疊自行車用兩個(gè)齒輪傳動(dòng)是不能達(dá)到大的傳動(dòng)比，我們綜合考慮之后，采用二級(jí)齒輪傳動(dòng)來加大小空間使用的傳動(dòng)比。 理論與實(shí)際相結(jié)合，不一味的尋求另類和創(chuàng)新， （四）、 設(shè)計(jì)過程 通過觀察市場(chǎng)上的折疊自行車，在一般的折疊自行車設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)其中存在的問題有：折疊之后占用空間大和車身重量比較重，這樣設(shè)計(jì)只在名義上做到折疊，實(shí)際折疊之后占用的空間減小量不大，自行 車車的重量卻與非折疊式自行車的重量差不多，有的設(shè)計(jì)選用的材料強(qiáng)度好但比較稀有加上零部件采用非標(biāo)準(zhǔn)件，價(jià)格便不是一般人能接受的，以及有些折疊自行車雖然結(jié)構(gòu)精巧，但是，由于傳動(dòng)部件也隨車身的要求而縮小，傳動(dòng)比小，給使用者帶來很大的麻煩?，F(xiàn)今已存在的折疊扇 就是折疊機(jī)構(gòu)中很成功的例子，因此可以把折疊扇的折疊方式借鑒或靈活運(yùn)用到折疊自行車上面去。如何能把折疊自行車折疊后的體積更小，折疊操作更方便、省時(shí)、靈活，已經(jīng)成為廣大折疊自行車的開發(fā)者的挑戰(zhàn)。 防止丟失：折疊后隨身攜帶或存在商場(chǎng)物品存放處防止丟失。同還能防止高血壓，有時(shí)比藥物更有效。 關(guān)鍵詞 :折疊； 自行車； 設(shè)計(jì)；機(jī)構(gòu)；體積 第一章 緒論 （一）、 自行車的 背景 與需求 自行車發(fā)明至今已有 200 多年的歷史。 因此 ， 自行車 在某些地區(qū) 還是一種比較普遍的代步工具 。 在中國(guó) ， 貧富差距相差懸殊，道路建設(shè)也不夠完善，而自行車價(jià)格相對(duì)便宜， 存放與 使用方便，維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單， 符合人們 多種方面 的要求 。開發(fā)公司都希望所能研發(fā)出來的折疊自行車的體積與重量都越小越好， 而要滿足把這一要求，就要很好的分析各種 現(xiàn)存的 結(jié)構(gòu)， 在結(jié)合其他所有現(xiàn)存的東西來 尋求能夠使體積縮小的結(jié)構(gòu)與折疊方式，同時(shí)，還要尋找一種適合于設(shè)計(jì)的方案的材料，從而能夠設(shè)計(jì)出一臺(tái)具有劃時(shí)代意義的折疊自行車。由于自行車運(yùn)動(dòng)是需要大量氧氣的運(yùn)動(dòng)，所以還可以強(qiáng)化心臟功能。 快速折疊 :折疊與打開時(shí) 均無需工具，整個(gè)過程只需十幾秒鐘而已。 因此，折疊自行車已經(jīng)成為自行車的一種發(fā)展優(yōu)勢(shì)，人們?cè)谶x購(gòu)自行車是都會(huì)首先考慮折疊自行車，所以，所以，現(xiàn)在 人們對(duì)購(gòu)買選擇自行車的要 求已經(jīng)不僅僅局限于使用舒適，還包括外形、結(jié)構(gòu)和 存放 空間等等，所以只是簡(jiǎn)單的改變一些小部件，改變顏色和材料等得改進(jìn)已經(jīng)不存在著什么明顯的優(yōu)勢(shì)。 最普遍的折疊方式是車頭與車座位置的伸縮和 單純的把折疊自行車從中間折疊一半 ，也并不能縮小多少的體積，自行車還是大大的一臺(tái)在那里。 借鑒優(yōu)良的設(shè)計(jì)，把已掌握的基本機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)運(yùn)用到折疊自行車的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新中去。 車身占用空間小 無論在運(yùn)輸還是外出旅行，車身占用的空間越小，給人帶來的便利就越大，也能相應(yīng)減少自行車的成本。 綜上，我們選用的設(shè)計(jì)方案是：總體結(jié)構(gòu)是雨傘式折疊結(jié)構(gòu)，車身材料主要用 Q235 鋼，零部件采用通用標(biāo)準(zhǔn)件，直徑 220mm 左右的小車輪，傳動(dòng)齒輪 采用二級(jí)傳動(dòng)?？烧郫B自行車不僅要考慮每條連接桿的桿身的受力還要考慮到每個(gè)關(guān)節(jié)處的受力是否滿足強(qiáng)度或者其他 要求，也即是 對(duì)結(jié)構(gòu)的要求會(huì)更高 ，各大部件主要有支撐部件、動(dòng)力接受部件、傳動(dòng)部件，還有工作部件 。人的作用力是通過鏈條和鏈輪傳動(dòng)而帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使自行車前移。這里把它們歸納為 20 個(gè)基本部件或部件組合和 18 個(gè)配件。 車的折疊過程 如圖 33 所示自行車各折疊部位 ，圖中共有四個(gè)折疊部位 ： 圖 33 經(jīng)過圖中向上的箭頭折疊后成了圖 34 所示： 圖 34 最后經(jīng)過向下伸縮、車頭旋轉(zhuǎn) 90 度、鞍座向下旋轉(zhuǎn)成為最終想圖 35 所示： 圖 35 （二） 關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu) 車頭把手機(jī)構(gòu) 剎車裝置與伸縮裝置組成， 如圖 36 所示，該結(jié)構(gòu)是根據(jù)以往變速自行車的變速裝置改進(jìn)過來的，它的原理是利用手把外套與手把之間的 相對(duì)運(yùn)動(dòng)來拉動(dòng)鋼絲繩，從而使輪轂 邊的剎車橡膠緊縮達(dá)到制動(dòng)的效果： 圖 36 剎車轉(zhuǎn)套 鎖緊銷 轉(zhuǎn)動(dòng)軸承 前身下部結(jié)構(gòu) 如圖 37所示，本設(shè)計(jì)利用兩個(gè)軸承固定與車軸上，作為車頭與車身間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的中介，使用的是比較普通的標(biāo)準(zhǔn)深溝球滾珠軸承 ，剎車裝置是用圓盤式的，里面有一橡膠圈，由鋼絲繩綁著，鋼絲繩一旦受力向里收縮，使橡膠壓著輪轂的突出部位 靠他們之間的摩擦讓車輪制動(dòng)，這就是剎車機(jī)構(gòu)的基本原理，現(xiàn)在市面上很多自行車都使用這種剎車裝置 ： 圖 37 車身與鞍座結(jié)構(gòu) 如圖 38所示， 此機(jī)構(gòu)涉及的關(guān)節(jié)比較多，是強(qiáng)度與剛度必需重點(diǎn)考慮 的對(duì)象，同時(shí)也是受力最大的部位 ，鞍座的支撐主要靠中間的橫梁與旁邊的支撐柱，橫梁起到防止鞍座受力后往后運(yùn)動(dòng)的作用，而支撐柱既起到橫梁的作用外，還起到向上支撐的作用，其下方有一伸縮支撐軸 ： 轉(zhuǎn)軸軸承 剎車裝置 圖 38 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 如圖 39所示， 該折疊自行車的傳動(dòng)裝置也用普通的鏈傳動(dòng)，只是并非一級(jí)傳動(dòng)，而是采用二級(jí)傳動(dòng)，這樣一來不但可以加大齒輪的傳動(dòng)比，還可以改變第二級(jí)傳動(dòng)齒輪的位置，可以調(diào)整齒輪位置，到達(dá)一預(yù)留度的作用： 圖 39 （ 1） 滾鏈與鏈輪 。為了保持不疲倦的持續(xù)騎行， 一般要求人的 肌肉負(fù)擔(dān) 為 最大肌力的 10% ，按此 條件去 選擇速比和曲柄轉(zhuǎn)速，可得到 較好的效果。 除了解決強(qiáng)度跟剛度的問題外還要考慮到穩(wěn)定性， 這也是結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 上所必須注意的。 （二）、 齒輪箱太大 因?yàn)檐嚿硇?，需要有較小的車輪，節(jié)省折疊后的占用空間。不少人認(rèn)為這是從繁瑣生活中解脫得來的快感。 在這一課程中，我們了解到 作為 一個(gè)設(shè)計(jì)者，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品必需是切合實(shí)際，能滿足使用者的要求的，符合市場(chǎng)的發(fā)展的 ， 這樣才能成為 一個(gè)合格的設(shè)計(jì)者。本人完 全意識(shí)到本聲明的法律后果由本