【文章內(nèi)容簡介】 度足夠； 動作安全可靠，工作時運(yùn)動平穩(wěn)； 整體結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化。 主要技術(shù)參數(shù) 最大展開尺寸： *550* 傳動比： 腳踏一圈與車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)之比， 1:4 最小折疊尺寸： 750*450**800 最大承重： 100kg 最高時速： 40km/h 設(shè)計重量： 剎車線： 不銹鋼（固定螺釘設(shè)計，取消圓孔下部的螺紋，不銹鋼材料。強(qiáng)度增加一倍）。 車輪直徑： 205mm 行程： （三 ）、 研究方法 設(shè)計這一折疊自行車可以從查閱現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料中對現(xiàn)有自行車的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了解分析，理解現(xiàn)有折疊自行車工作原理及運(yùn)轉(zhuǎn)方式。 對研發(fā)部所提供的自行車實物盡心觀察，分析各零部件的功能以及尺寸。 借鑒優(yōu)良的設(shè)計，把已掌握的基本機(jī)械設(shè)計知識運(yùn)用到折疊自行車的設(shè)計與創(chuàng)新中去。 理論與實際相結(jié)合，不一味的尋求另類和創(chuàng)新， （四）、 設(shè)計過程 通過觀察市場上的折疊自行車，在一般的折疊自行車設(shè)計中發(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)計只在名義上做到折疊，實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，由于傳動部件也隨車身的要求而縮小，傳動比小，給使用者帶來很大的麻煩。所以此類設(shè)計只達(dá)到美觀以及方便運(yùn)輸?shù)哪康模鴽]有達(dá)到大眾化且攜帶方便使用輕松的目的。針對這些問題，我們找到目前折疊自行車設(shè)計中的可以改善的空間。 確定設(shè)計 綱要 整理已找到的問題及可改善的機(jī)會，建立我們對折疊自行車設(shè)計的綱要。 車身材料 采用 較常見的自行車材料 可以采用普通的 Q235 鋼，整臺自行車的價格盡量控制在平民能接受的范圍。 車的零部件采用普通的標(biāo)準(zhǔn)件 可以避免使用過程中自行車出問題時需更換專用零件遇到的麻煩，維修簡單。 結(jié)構(gòu)盡量簡單 使用簡單的結(jié)構(gòu)，一方面可以簡化制造加工及裝配流程，減少生產(chǎn)的成本，另一方面可以方便使用者裝拆自行車。 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。 傳動部件傳動比要大 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比，小結(jié)構(gòu)的折疊自行車用兩個齒輪傳動是不能達(dá)到大的傳動比，我們綜合考慮之后，采用二級齒輪傳動來加大小空間使用的傳動比。 搜集資料階段，我們能接觸的資源有：現(xiàn)有的自行車；網(wǎng)絡(luò)資源；圖書資料；及對自行車有點(diǎn)研究的朋友或維修店師傅。而我們做最多是采用網(wǎng)絡(luò)資源，帶著自己對折疊自行車的 design brief 通過上網(wǎng)找關(guān)于折疊自行車，下載折疊自行車的圖片及參數(shù)，主要是上淘寶網(wǎng)上搜集參數(shù)，也可以參考自己要搜索的自行車的市場價格。 經(jīng)過搜索，發(fā)現(xiàn)市場上折 疊自行車的結(jié)構(gòu)基本采用平行四邊形，即折疊的形式是兩個三角形合并，但這 種折疊方式需要空間比較大。有一種結(jié)構(gòu)是采用雨傘式折疊結(jié)構(gòu)，折疊之后就像收傘的效果，占用空間小。還有一種折疊方式像多功能小刀的折疊方式，但是這樣結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面比較差。 整理多個方案之后，我們選用雨傘式折疊結(jié)構(gòu)的設(shè)計，即 ABike 公司的設(shè)計，這種結(jié)構(gòu)簡單，占用空間小，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計比較接近我們的設(shè)計目的。 綜上，我們選用的設(shè)計方案是：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，傳動齒輪 采用二級傳動。 組員分工合作整理設(shè)計方案，計算修改各部件尺寸及強(qiáng)度，設(shè)計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)計折疊機(jī)構(gòu)。 手繪各個部件及自行車總體的草圖，對部分機(jī)構(gòu)進(jìn)行修改，組員一起用 PROE 軟件繪制出自行車的零件圖及裝配圖。 確定 折疊方式 為了使折疊自行車能夠?qū)崿F(xiàn)展開后安全正常行駛， 折疊后便于攜帶等功能；總體結(jié)構(gòu)尺寸最小化，關(guān)鍵零部件強(qiáng)度、剛度足夠；動作安全可靠，工作時運(yùn)動平穩(wěn)；整個結(jié)構(gòu)布局優(yōu)化，結(jié)合各種折疊自行車方案實力，結(jié)合實際生活經(jīng)驗，最終確定了如圖 21 所示的總體結(jié)構(gòu)框架。 圖 21 確定傳動機(jī)構(gòu) 目前，國內(nèi)外普遍采用一級傳動，速度稍慢于普通自行車，所以為了增大傳動比，可以采用二級傳動或者是三級傳動來增大傳動比，但因為三級傳動結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，所占空間過大，對折疊后的尺寸有所影響，同時也加大了自行車自身的重量，最關(guān)鍵的是發(fā)現(xiàn)由于傳動比過大騎行是所需的力比較 大，在騎行時就可能把休閑代步 變成一種超大負(fù)荷的運(yùn)動。 為了改變這種缺陷，我們最后還是采用二級傳動，這樣不僅減小自行車折疊后的尺寸、總重量和騎行是所需的力，同時也使結(jié)構(gòu)變得更 加簡單、合理。 第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 一 ）、 結(jié)構(gòu)分析 設(shè)計中的不同點(diǎn) 設(shè)計一款 可折疊、尺寸小、 質(zhì)量輕、攜帶方便的自行車，其車體部分的設(shè)計尤為重要，也 是能否設(shè)計出一款小巧的折疊自行車的關(guān)鍵，這也 是 我們 本小組 設(shè)計的重點(diǎn)。 目前市場上出現(xiàn)得最多人折疊自行車是將兩個輪相互疊并在個起得折疊方式，盡管對折了差不多一半，但還是占挺大空間的，而且在結(jié)構(gòu)上也比較簡單，一般只需一個或兩個關(guān)節(jié)折就行，當(dāng)然在成本上也會比較便宜?？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 對結(jié)構(gòu)的要求會更高 ，各大部件主要有支撐部件、動力接受部件、傳動部件，還有工作部件 。 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。支撐部分將其他零部件固定在相互間正確的位置上，保證自行車的整體性，實現(xiàn)自行車的功能。從人機(jī)關(guān)系來看，鞍座、車把和車架等的位置和大小，以及它們間的相互關(guān)系，與騎車人的位置和肌肉的動作有著 緊密的聯(lián)系 。 動力接受部件主要是腳蹬和曲柄。動力靠 的是 騎車人的雙腳踩在腳蹬 上用力 ，下肢運(yùn)動的力使曲柄轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生 動力 。為了使人省力和有舒適感，必須在騎自行車人的體格和體力與自行車元件的尺寸關(guān)系上下 多做些 功夫，即研究人體下肢肌肉的收縮運(yùn)動與曲柄轉(zhuǎn)動之間的能量轉(zhuǎn)換 的 問題。 傳動部件主要是 軸承 、鏈條和鏈輪。人的作用力是通過鏈條和鏈輪傳動而帶動后輪轉(zhuǎn)動，從而使自行車前移。傳動部分的設(shè)計關(guān)鍵是要有較高的傳動效率和可靠性，且有易操縱的機(jī)構(gòu)。保證較高的傳動效率，才能使人用一定的肌力而獲得較大的輸出功率。 工作部件就是車輪，即車圈、輪胎等。絕大部分輪胎是充氣的，少數(shù)是實心的 ，在本設(shè)計中由于車輪比較小，因此我們采用無需充氣的實心輪胎 。車輪 一方面把騎車人的肌肉力量，有效地轉(zhuǎn)換為同地面接觸而向前運(yùn)動的力；另一方面將騎車人的握力轉(zhuǎn)換為與接地部分所產(chǎn)生的剎車阻力。在設(shè)計自行車的各部分尺寸、車閘等時，應(yīng)該著眼于騎車人一動力一傳動一工作的連貫性，才可能設(shè)計出同騎車人手的大小或握力相適應(yīng)的閘把、剎車力適當(dāng)?shù)能囬l，才不會發(fā)生剎車阻力不夠而造成失誤現(xiàn)象。 如 圖 31所示， 一輛整車由兩百多種、一千多個零件組成。這里把它們歸納為 20 個基本部件或部件組合和 18 個配件。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。在這些部件中，由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成導(dǎo)向系統(tǒng)；由腳蹬、中軸、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成驅(qū)動系統(tǒng)；車把和車閘組成制動系統(tǒng) 。 圖 31 以上 這部車即是由中間折疊的典型結(jié)構(gòu)，而且還是變速式可折疊自行車，大體看來除了可折疊外跟其他普通自行車沒多大區(qū)別 ，其缺點(diǎn)就是折疊之后并沒有出現(xiàn)全新的功能，并且折疊之后的形體由于還是相當(dāng)大，所以很難隨身攜帶。所以 此次我們小組所設(shè)計的可折疊自行車 就 是 為了解決包括這個問題，與傳統(tǒng)的自行車 有很大的不同，如圖 32 所示， 它 是 既有折疊又有伸縮結(jié)構(gòu)，共有 三 步，首先是車身前后對折，然后是車頭與鞍座向下收縮，再就是車頭 向后旋轉(zhuǎn)， 與鞍座向下折疊 。 該設(shè)計 源自于