【正文】 的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，便于加工。下圖所示為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB124485 附錄 D)規(guī)定的滾子鏈鏈輪端面齒形，由 aa、 ab 和 cd 三段圓弧和一段直線(xiàn) bc 構(gòu)成，簡(jiǎn)稱(chēng) “三圓弧一直線(xiàn) ”齒形。主動(dòng)鏈輪的齒數(shù)越少， β 角的變化范圍就越大 (φ 1=360176。曲線(xiàn) 1 是在正常潤(rùn)滑條件下，鉸鏈磨損限定的極限功率；曲線(xiàn) 2 是鏈板疲勞強(qiáng)度限定的極限功率；曲線(xiàn) 3是套筒、滾子沖擊疲勞強(qiáng)度限定的極限功率；曲線(xiàn) 4 是鉸鏈膠合限定的極山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ２２ 限功率。 傳動(dòng)比 1～ 2 3～ 4 5～ 6 〉 6 1z 31～ 27 25～ 23 21～ 17 17 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ２５ 大鏈輪齒數(shù) z2按 z2=i， z1確定，一般應(yīng)使 z2≤120 。潤(rùn)滑方式的選擇應(yīng)當(dāng)按照下圖進(jìn)行。利用它的吸收沖擊力優(yōu)異的性能，制作不用避震器的自行車(chē)。通過(guò)合金化耐腐蝕性也得到進(jìn)一步提高。 鈦和環(huán)境的關(guān)系 耐腐蝕性極佳 (被使用在和原子能有關(guān)的部門(mén) )，不怕雨水、不怕 受傷、沾上水滴也不用抹乾凈。 自行車(chē)檔次的高低取決于材料的選擇和做工。非常輕，但它是具有方向性的材料 (拉伸強(qiáng)但容易斷 )，因此采用把薄料層層重疊的方法來(lái)解決缺點(diǎn)。 (3).老化 使用樹(shù)脂因此會(huì)不會(huì)老化？這是一個(gè)存在的課題， 它放置在陽(yáng)光下時(shí)會(huì)逐漸變白。有些人曾經(jīng)使用過(guò)鎂合 金制用具，如摩托車(chē)的曲柄套等、他們說(shuō)：「雖然用了很久，但是很好，不會(huì)象鋁般發(fā)白。 (4).應(yīng)力集中在局部而生銹、或者外傷引起的凹處，從該處引起疲勞破壞。 該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了碳纖維自行車(chē)的規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品已形成系列品種，并推廣應(yīng)用，成為專(zhuān)業(yè)自行車(chē)運(yùn)動(dòng)隊(duì)的訓(xùn)練及比賽用車(chē)，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng) 前景良好，對(duì)推動(dòng)我國(guó)自行車(chē)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義 。 近年來(lái)結(jié)構(gòu)的可靠性理論得到了迅速的發(fā)展，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)己經(jīng)擺脫傳統(tǒng)的定值設(shè)計(jì)方法，進(jìn)入以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，用分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行計(jì)算。 穩(wěn)定 計(jì)算 在自行車(chē)結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)中，穩(wěn)定性對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤其重要。從工程實(shí)用角度 出發(fā)，對(duì)于軸副自受壓桿的極限承載能力的計(jì)算公式可表達(dá)為 : P/(ΦA(chǔ))= f () 在工程實(shí)用中，整體穩(wěn)定系數(shù)功是根據(jù)桿件的長(zhǎng)細(xì)比入確定，由于不同的形狀截面，不同的殘余應(yīng)力分布等，對(duì)軸壓桿穩(wěn)定性均有很大影響。對(duì)于單向拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式 : σ = N/An 士 M/(γWn ) = f () 雙向拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式 : σ =N/ An 士 M x /( γ x Wnx )士 M Y / (γ y Wmy)) M Y / (γ y Wmy)) () 單向受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式 : σ = M /( γ x Wn ) () 雙向受彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式 : σ = M x /( γ x Wnx )士 M Y / (γ y Wmy)) = f () 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算公式 : σ =N/ An = f () 式中 An 一一凈截面面積 Wn Wnx Wmy— 驗(yàn)算點(diǎn)的凈截面抵抗矩 N 一設(shè)計(jì)軸力 M M x M Y 一設(shè)計(jì)彎矩 γ γ x γ y— 截面塑性發(fā)展系數(shù) 軸壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài)用容許長(zhǎng)細(xì)比控制，以保證構(gòu)件的剛度。考慮其他載荷形式引入等效彎矩系數(shù)為 rx,，即得到壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的實(shí)用穩(wěn)定計(jì)算公式 : N/(Φx A)+(βmx M x) /(Φb W1x)= f () 式中， N 一一所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)軸向壓力 M— 所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)不計(jì)軸力影響時(shí)的最大彎矩 Φb— 彎矩作用平面外的軸壓桿的穩(wěn)定系數(shù) A— 桿件毛截面面積 W1x— 均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù) wf— 彎矩作用平面內(nèi)受壓較大邊緣纖維的毛截面抵抗矩 βmx— 等效彎矩系數(shù)，與載荷形式有關(guān)，按規(guī)定采用，不再贅述 局部穩(wěn)定分析 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定是利用板件臨界應(yīng)力 σcr= 廠(chǎng)的條件來(lái) 確定的，通過(guò)限制板件寬厚比來(lái)間接控制板件屈曲，從而使局部屈曲不早于其它的破壞形式。近年來(lái)隨著對(duì)實(shí)際的軸心壓桿的研究，都趨于改為按有初始缺陷的極限承載力計(jì)算。 對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，基本組合可采用簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)公式 (由可變載荷效應(yīng)控制的組合 ): fG iKQiKGo ????? )( ??? () 它僅適用于載荷效應(yīng)的基本組合對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算以及連接計(jì)算。鎂是劇烈氧化的金屬，不小心操作錯(cuò)了很容易爆炸，純鎂一般不能使用，添加其他金屬制成合金來(lái)使用，制成的鎂合金強(qiáng)度、機(jī)械性能都得到提高。 國(guó)家碳纖維自行車(chē)技術(shù)的最新成果 中國(guó)輕工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織并主持召開(kāi)了連云港迎雁新材料有限責(zé)任公司和連云港神鷹碳纖維自行車(chē)有限責(zé)任公司完成的“碳纖維自行車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)”項(xiàng)目科技成果鑒定會(huì)。 鉻鉬鋼 的強(qiáng)度較容易逐漸減弱，也就是較容易疲勞的現(xiàn)象表現(xiàn)在如下。和鈦比較起來(lái)加工性好。 ●碳纖維車(chē)架的缺點(diǎn) (1).復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算 構(gòu)成碳纖維車(chē)架的是碳纖維，它的特點(diǎn)是拉伸強(qiáng)度強(qiáng)，但剪斷強(qiáng)度弱，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ３６ 加工時(shí)需要進(jìn)行復(fù)雜的應(yīng)力計(jì)算 (縱剛性、橫剛性 )，根據(jù)計(jì)算把碳纖維片重疊成型。自行車(chē)廠(chǎng)家考慮到成本問(wèn)題，不大可能使用高 等級(jí)的碳纖維來(lái)制作車(chē)架。 以上主要是針對(duì)鉻鉬鋼，但是近來(lái)鋁合金制的車(chē)架發(fā)展迅速，有許多用薄壁的鋁管制作的車(chē)架，它們是否上述的鉻鉬鋼制車(chē)架一樣，發(fā)生疲勞破壞呢？尤其是鋁沒(méi)有耐疲勞限度，很小的應(yīng)力也必定會(huì)產(chǎn)生破壞。 (3).成本 鎂已經(jīng)用在筆記本電腦的框體上，用它來(lái)制作車(chē)架成本將是如何？現(xiàn)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ３１ 在尚未知。最好不要放置在陽(yáng)光下。碳纖維車(chē)架非常輕，這是它的密度和強(qiáng)的拉伸強(qiáng)度構(gòu)成的。若中心距不能調(diào)節(jié)而又沒(méi)有張緊裝置時(shí)，應(yīng)將計(jì)算的中心距減小 2～5mm。 若鏈條的鉸鏈發(fā)生磨損，將使鏈條節(jié)距變長(zhǎng)、鏈輪節(jié)圓 d39。它的應(yīng)力總循環(huán)次數(shù)一般在 410以?xún)?nèi)，它的載荷一般較疲勞破壞允許的載荷要大，但比一次沖擊破斷載荷為小。當(dāng) β =177。由于小鏈輪的輪齒嚙合次數(shù)比大連輪的輪齒嚙合次數(shù)多，所受的沖擊也比較嚴(yán)重，故小鏈輪材料一般優(yōu)于大連輪。后綴 A、B 為系列代號(hào)。 鏈傳動(dòng)主要用于平均傳動(dòng)比要求準(zhǔn)確，且兩軸相距較遠(yuǎn)，工作條件惡劣，不宜采用帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。無(wú)論什么款式的腳踏都必須有腳踏面，必須安全可靠，具有一定的防滑性能，可以選用橡膠、塑料或金屬材料制造。 車(chē)體部分 車(chē)體部分 有 車(chē)架、前叉、車(chē)把、鞍座和 箱體 等 組成 ，是自行車(chē)的主體。 1869 年誕生的雷諾型自行車(chē)，車(chē)架改由鋼管制作，車(chē)輛也改為鋼圈和輻條，采用實(shí)心輪胎，使自行車(chē)更加輕便。法 國(guó)人大量進(jìn)行仿制，一時(shí)間，巴黎街頭涌現(xiàn)出成百上千的自行車(chē)。 ③ 行動(dòng)部分：即前后車(chē)輪、包括前后軸部件、輻條、輪輞（車(chē)圈）、輪胎等。 腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上，是一個(gè)將平動(dòng)力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)力的裝置，自行車(chē)騎行時(shí)，腳踏力首先傳遞給腳蹬部件，然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄，中軸，鏈條飛輪，使后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使自行車(chē)前進(jìn)。 （ 3）可在高 溫、油污、潮濕等環(huán)境惡劣情況下工作。當(dāng)鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時(shí) ,需用一個(gè)過(guò)渡鏈節(jié) ,由于過(guò)渡鏈節(jié)的彎鏈板工作時(shí)受到附加彎曲應(yīng)力 ,因此應(yīng)盡量避免使用奇數(shù)鏈節(jié)。但選用 maxad時(shí)，應(yīng)考慮采用展成法加工有發(fā)生頂切的可能性 分度圓弦齒高 ah 1m a x )( dpzh a ??? ah 是為簡(jiǎn)化放大齒形圓山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 １３ )( 1m in dpha ?? 若為三圓弧 — 直線(xiàn)齒形，則 ah = 的繪制而引入的輔助尺寸。當(dāng)該鏈節(jié)進(jìn)入嚙合時(shí)（如圖 a 所示），銷(xiāo)軸 A 開(kāi)始隨鏈輪作等速圓周運(yùn)動(dòng)，鏈速 v 是銷(xiāo)軸 A 圓周速度 vA 的水平分量。 （ 2） 鉸鏈磨損： 鏈節(jié)在繞上鏈輪時(shí)，銷(xiāo)軸 與套筒之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，在不能保證充分潤(rùn)滑的條件下，將引起鉸鏈的磨損。小鏈輪齒數(shù)不宜過(guò)少，過(guò)少時(shí)，傳動(dòng)不 會(huì) 平穩(wěn)、動(dòng)載荷及鏈條磨損加劇，摩擦消耗功率增大，鉸鏈的比壓加大及鏈的工作拉力增大。按 鏈 傳動(dòng)求 鏈 長(zhǎng)的公式可導(dǎo)出 1382 242263502221(2221222???????????）π（）π zzpzzpaLp 式中 a鏈傳動(dòng)的中心矩。 碳纖維是把碳纖維用樹(shù)脂凝固成形的東西。無(wú)法相應(yīng)多尺寸多款式的訂單。鎂是劇烈氧化的金屬，不小心操作錯(cuò)了很容易爆炸，純鎂一般不能使用，添加其他金屬 (鋁、鋅、錳等 )制成合金來(lái)使用，制成的鎂合金強(qiáng)度、機(jī)械性能都得到提高。 (3).由生銹引起的全面腐蝕將會(huì)引起管壁的變化，結(jié)果這個(gè)現(xiàn)象又提高了應(yīng)力，引起疲勞破壞。該項(xiàng)目在實(shí)施過(guò) 程中申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利 15 項(xiàng)，測(cè)試指標(biāo)達(dá)到歐盟認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，綜合技術(shù)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，并達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。 (3).可以制造各種形狀的車(chē)架 碳纖維的基本 成型方法是，在模具上鋪上纖維片然后流入樹(shù)脂并燒固。使用鋁合金的目的僅僅是為了減輕重量，將來(lái)可能會(huì)被鎂合金取代 ？？鈦和鎂的研究課題稍不同，這兩種金屬今后仍然會(huì)活躍下去。 金屬的疲勞度 金屬疲勞 制作自行車(chē)車(chē)架的材料有鉻鉬鋼、鋁、鈦、碳纖等。 世界各國(guó)的研發(fā)進(jìn)度 目前 ,世界各國(guó)都對(duì)研制新 形態(tài)、新材料的自行車(chē)投入了巨大的人力、物力、財(cái)力。切粉的燃燒、爆炸等能夠通過(guò)合金元素來(lái)回避的話(huà)，剪斷、溶接性可能不會(huì)差。 QIK 一可變載荷的效應(yīng)值，其中 QI K 為諸可變載荷效應(yīng)中起控制作用者 。對(duì)于這種軸心受壓構(gòu)件的彎曲失穩(wěn)，可以利用平衡法直接計(jì)算，先假定桿件處于微彎的臨界狀態(tài)，然后以此狀態(tài)建立平衡方程，而后求解分岔屈曲載荷。失穩(wěn)前既有軸壓變形又有彎矩作用平面內(nèi)彎曲變形，失穩(wěn)時(shí)又產(chǎn)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，實(shí)際變形形態(tài)是 4 種變形疊加。 推車(chē)前進(jìn)時(shí)，前后輪受力都向后。 局部穩(wěn)定計(jì)算 多功能自行車(chē)箱式結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常由板件組成，截面設(shè)計(jì)時(shí)采用相對(duì)于板寬來(lái)說(shuō)較薄的板厚，在板平面內(nèi)壓力作用下，將發(fā)生出平面的凹凸變形而失去穩(wěn)定，從而影響構(gòu)件的整體承載能力，這種失穩(wěn)稱(chēng)之為局部失穩(wěn)。但是當(dāng)結(jié)構(gòu)因穩(wěn)定性不足而破壞時(shí)，有可能在失穩(wěn)前只有很小的變形，由于結(jié)構(gòu)物的幾何形狀急劇改變而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物變形過(guò)大，喪失抵抗力，以至整體垮塌。正常使用極限狀態(tài)包括 :影響結(jié)構(gòu)、構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用或外觀變形，影響正常使用的振動(dòng)，影響正常使 γ用或耐久性的局部破壞。它廣泛用在各種領(lǐng)域里，如照相器及電腦的外框、車(chē)輛的車(chē)圈等配件。其應(yīng)力越大破壞所需時(shí)間越短。 材料和環(huán)境碳纖維和環(huán)境的關(guān)系 碳纖維含有樹(shù)脂因此也可以說(shuō)耐酸。 鎂合金 鎂的比重很輕 ()，約鐵的 1/5，鈦的 2/5，鋁的 2/3。 ZGL 碳纖維車(chē)架非常輕，是國(guó)內(nèi)第一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)碳纖維自行車(chē)整車(chē)及各種零配件的公司。 世界各國(guó)的研發(fā)進(jìn)度 目前 ,世界各國(guó)都對(duì)研制新形態(tài)、新材料的自行車(chē)投入了巨大的人力、物力、財(cái)力。 金屬的疲勞度 金屬疲勞 制作自行車(chē)車(chē)架的材料有鉻鉬鋼、鋁、鈦、碳纖等。使用鋁合金的目的僅僅是為了減輕重量，將來(lái)可能會(huì)被鎂合金取代？？鈦和鎂的研究課題稍不同，這兩種金屬今后仍然會(huì)活躍下去。 (3).可以制造各種形狀的車(chē)架 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ２９ 碳纖維的基本成型方法是，在模具上鋪上纖維片然后流入樹(shù)脂并燒固。對(duì)于開(kāi)式或低溫重載傳動(dòng)可在潤(rùn)滑油中加入 MoS2， WS2 等添加劑。 （ 3）鏈速和鏈輪的極限轉(zhuǎn)速 鏈速的提高受到動(dòng)載荷的限制，所以一般最好不超過(guò) 12m/s。 舉例 z1＝ 1鏈節(jié)數(shù) Lp＝ 100、單排鏈水平布置、載荷平穩(wěn)、工作環(huán)境正常、按推薦的潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑、使用壽命 15000h； 鏈條 因磨損而引起的相對(duì)伸長(zhǎng)量 Δp/p 不超過(guò) 3%。瞬時(shí)鏈速的變化規(guī)律如下圖所示。 多功能環(huán)形折疊便攜式自行車(chē)的鏈傳動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì) （一） 鏈傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特性 因?yàn)殒渹鲃?dòng)是由剛性鏈節(jié)通過(guò)銷(xiāo)軸鏈接而成，當(dāng)鏈繞在鏈輪上時(shí)，其鏈節(jié)與相應(yīng)的齒輪嚙合后，這一段鏈條將曲折成多邊形的一部分。這種齒形的輪齒工作時(shí)，嚙合處的應(yīng)力較小，因而具有較高的承載能力。 滾子鏈的結(jié)構(gòu)和規(guī)格 滾子鏈由內(nèi)鏈板 外鏈板 套筒 銷(xiāo)軸 4 和滾子 5 組成。 環(huán)形折疊自行車(chē)展開(kāi)圖 山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ７ 折疊后的效果圖