【文章內(nèi)容簡介】 立管位置的變化，就使得兩個不同位置所產(chǎn)生的合力方向發(fā)生變化，即合力F與P。隨之，每個合力所分解的垂直分力和水平分力的大小都在變化。 其受力大小變化如下。 (1)立管1和立管2對腳蹬的合力F=P。 (2)立管1產(chǎn)生的合力分解的垂直分力為F1；分解的水平分力F2。 (3)立管2產(chǎn)生的合力分解的垂直分力為P1+F1。分解的水平分力為P2。 (4)立管1所產(chǎn)生的水平分力F2P2。 (5)立管2所產(chǎn)生的垂直分力P1+F1F1。 下面對以上內(nèi)容小結(jié)如下： (1)隨著立管傾斜角的加大，人體重心前移，垂直分力加大，有利于人體力量的發(fā)揮，騎行時會感到輕松省力。(2)在立管長度不變的情況下，隨著立管傾斜角的加大，前、后輪距加大。(3)由于人體重心前移，人體雙臂的支撐力加大，騎行的穩(wěn)定度也隨之下降。從上述看立管傾斜角的大小對騎行有很大影響，但立管傾斜角度的加大是有限度的。不同類型的自行車，應(yīng)采用不同的角度對于電動自行車，由于車身重、速度快，以使用普通型自行車的角度（角度在62176。~176。）為宜，取63176。 立管高度（也稱立管長度）的選擇與不同類型車、人腿的長度和曲柄的長度有關(guān)。原則是：在騎行腳踏時，一條腿處于基本伸直狀態(tài)（稍有彎曲，留有余地），而另一大腿與小腿處于基本垂直狀態(tài)，這樣設(shè)置伸直的腿可以得到放松，而另一條腿正處于踏蹬最有力的狀態(tài)。立管長度可以應(yīng)用公式進行初步計算，即：立管長度=腿長。 對于電動自行車立管長度的設(shè)計，考慮到騎行過程大部分時間時電動騎行或助力騎行，只有在蓄電池電力不足的情況下才會完全依靠腳踏騎行。因此立管長度在上述計算的基礎(chǔ)上適當(dāng)減短，以最大可能做到騎行的舒適和騎行的安全。 立管長度=1= 。 如圖39所示，車把鎖緊在前叉立管中，前叉通過軸承安裝在車架前管中，前叉將隨同車把的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，因此它們同處于一個中心線。圖39 前管傾角與翹度 前叉翹度是指前叉立管軸線(即車把管軸線)至前叉嘴中心的垂直距離。 (1)前管傾斜角(車把軸線與地面角度)的選擇方法。圖310中所示的是《GB 35652005自行車安全要求》推薦的數(shù)據(jù)。從圖中可看出，在車把軸線與前車輪軸心對地面垂直線有一個交點，該交點只要在標(biāo)注的允許范圍內(nèi)就可以滿足要求。這個允許范圍是從地面量起的，不小于車輪半徑的15%，不大于車輪半徑的60%。例:根據(jù)所用車輪直徑為660mm，按兩個百分?jǐn)?shù)計算出下限為50mm，上限為198mm。如果選擇的角度與車輪中心對地的垂線交點，經(jīng)從地面測量其值為150mm，在50mm和198mm之間，因此就可以確定角度選擇合理。但車把中心線的位置又決定于前叉的翹度。圖310 傾角選擇圖(2)前叉翹度。前叉翹度是指前叉腿中心與前叉嘴的垂直距離。 圖311顯示出兩種不通翹度的前叉：前叉前叉2。圖311傾角選擇分析 設(shè):①前叉1和前叉2使用的車架前管傾斜角相同。 ②前叉1翹度為0，即前叉立管與前叉嘴在同一中心線。前叉2翹度為X，即前叉立管與前叉嘴不在同一中心線，其垂直距離為X。 ③兩個不同翹度的前叉作用在前車輪軸上的合力P1=P2 從圖中可以看出:前叉1翹度為零，合力P1分解為垂直分力F1+G1和水平分力F2。前叉2翹度為X,合力P2分解為垂直分力G1和水平分力G2。 小結(jié)。前叉1翹度為0，合力P1產(chǎn)生的垂直分力F1+G1大于P2產(chǎn)生的垂直分力G1。前叉2翹度為X，合力P2產(chǎn)生的水平分力G2大于P1產(chǎn)生的水平分力F2。 翹度大小各有不同的特點。翹度加大可使騎行輕快。因為翹度加大，水平分力加大，加大了向前行走的力量，這樣就會使騎行人感到輕快省力和舒適。 翹度加大后前叉轉(zhuǎn)動遲鈍。從圖311中可看出，車把轉(zhuǎn)動時，由于有翹度，就使得車把旋轉(zhuǎn)中心與前輪旋轉(zhuǎn)中心有一段距離L(與翹度相等)，這段距離就是前輪轉(zhuǎn)動力臂。要使前輪轉(zhuǎn)向，就得在轉(zhuǎn)動車把時，加大旋轉(zhuǎn)力矩克服由于翹度產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩帶來的阻力，因而造成翹度加大后使人感到前叉轉(zhuǎn)動遲鈍，但相反能使車把操縱更加穩(wěn)定。 從上述分析看，前叉翹度加大有利有弊，這就要求我們根據(jù)不同車型、不同用途做到總體安排。這里列舉兩個翹度選擇極限尺寸的車型:雜技車和人力三輪車。前者翹度為0，就是要其操作的靈敏度，在表演過程中可隨意地使前輪旋轉(zhuǎn)360176。而后者翹度最大，就是為騎行省力而且還要使三輪車行走平穩(wěn)。 根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料介紹一組數(shù)據(jù)。 前管傾角:普通車在65176。~70176。；輕便車在66176。~72176。；競賽車在73176。~74176。 前叉翹度:普通車75176。~90176。；輕便車64176。~80176。；競賽車40176。~50176。 從以上統(tǒng)計資料數(shù)據(jù)看有如下特點。 ①前叉傾角隨著對車型騎行操縱的靈敏程度要求越高，傾角值隨之加大。 ②前叉翹度隨著對車型騎行操縱的靈敏程度要求越高，翹度值隨之減小。 對于電動自行車前管傾角和前叉翹度可在普通車的范圍中選用，取前管傾角為70176。,前叉角度為80176。蓄電池在車體上的安裝，需要考慮多方面的因素。關(guān)鍵是蓄電池安裝位置對整車重心的影響，這是騎行穩(wěn)定、保證騎行者騎行安全的重要因素。其次，根據(jù)所選擇的蓄電池類型進行最佳的排列組合，使其適合在狹小的空間安裝。這是電動自行車車架與自行車車架設(shè)計的最大不同點。由于蓄電池重量與體積都較大，所以選擇蓄電池安裝在車架立管與后輪之間，這樣設(shè)置重心降低且與騎車人的重心基本重合，使騎行的穩(wěn)定性得到進一步的改善，但這種設(shè)置增加了中軸與后輪的中心距，為不降低后平叉、立叉的剛度，就需要對后平叉、立叉進行強化處理。前叉部件是整車重要的組成部分。它支撐著前輪，具有轉(zhuǎn)向的功能，可以保持騎行平穩(wěn)。 由于電動自行車行駛速度較快，所以選擇普通型減震前叉。普通型減震前叉結(jié)構(gòu)如圖312所示。其中，前叉立管、前叉肩及左、右內(nèi)套筒等4個零件，通過焊接形成整體。左、右外套筒及過橋3個零件通過焊接，將左、右外套筒連接形成整體。圖312 普通型減震前叉1—前叉立管，2一前叉肩，3一防塵套，4一內(nèi)套筒，5滑套，6一外套筒，7一上彈簧座，8一壓縮彈簧，9—螺釘，10—下彈簧座，11一螺母，12一叉腳，13一過橋 普通型減震前叉工作原理。當(dāng)前輪在行駛中受到地面顛簸或沖擊時，前輪便推動兩個外套筒向上移動，通過與外套筒焊接在一起的螺母11和下彈簧座10將彈簧壓縮，吸收了部分顛簸和沖擊能量，因而緩和了顛簸和沖擊；反之，當(dāng)前車輪所受沖擊力消失而下落時，彈簧伸長釋放能量，通過這樣的往復(fù)過程，減弱了人體對地面顛簸或沖擊帶來的震動。 前叉尺寸如圖313所示：圖313 前叉尺寸車把與前叉組合一體成為電動自行車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)，同時車把還是支撐騎車人體雙臂，保持騎行穩(wěn)定的重要部分。 車把車把結(jié)構(gòu)及尺寸如圖314所示：圖314 車把結(jié)構(gòu)及尺寸1—把橫管，2—車把中心墊圈，3—車把中心螺母，4—把芯絲桿，5—把立管，6—把套，7—把接頭車把的把橫管與把立管是通過把接頭，用螺釘、螺母緊固形成一體的。把橫管在把立管上的安裝角度可以任意調(diào)整，且把橫管的品種結(jié)構(gòu)形式繁多，可以根據(jù)車型或用戶需要進行配置。車把中心螺釘結(jié)構(gòu)如圖315所示：圖315 車把中心螺釘車把中心螺母結(jié)構(gòu)如圖316所示：圖316 錐形中心螺第4章 車輪部分輪輞是將騎車人的蹬踏運動轉(zhuǎn)變?yōu)樽孕熊囆凶叩年P(guān)鍵零件。輪輞的規(guī)格和樣式繁多，但是最根本的原則是輪輞要和輪胎配套使用。因此，輪輞與輪胎的配合接口尺寸必須是統(tǒng)一的，并要符合國家標(biāo)準(zhǔn)。選擇鋁合金鉤邊輪輞，鋁合金強度高于鋼材，鋁合金用于自行車可大大的降低自行車的重量。鉤邊輪輞截面如圖41所示：圖41 鉤邊輪輞截面在自行車的傳統(tǒng)系統(tǒng)中，前、后軸是前、后車輪的支撐和旋轉(zhuǎn)中心，其結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、運轉(zhuǎn)動狀況對自行車的騎行感受有重要的影響。前軸結(jié)構(gòu)及尺寸如圖42所示： 圖42 前軸1—螺母，2—墊圈，3—軸擋，4—花盤，5—軸管，6—軸棍，7—軸碗，8—球架，9—防塵蓋，10—螺母 前軸結(jié)構(gòu)：軸身由左右花盤和軸管3件過盈配合而成；軸承由裝配在左右花盤中的軸碗、球架、軸擋，通過軸棍與軸身組合，形成一套完整的前軸。同時，通過軸棍兩端的螺母和墊圈，將前軸安裝緊固在前叉上。后軸選擇永磁直流輪轂電動機后軸。其結(jié)構(gòu)如圖43所圖43 永磁直流輪轂電動機后軸永磁直流輪毅電動機后軸，是電動自行車專用后軸，它是將直流電動機與自行車后軸有機地結(jié)合在一起，形成輪毅電動機，直接安裝在電動自行車上即可以腳踏騎行，接通電源后，就可以實現(xiàn)電動騎行的目的。第五章 驅(qū)動部分電動自行車除電力驅(qū)動外，必須要有腳踏驅(qū)動系統(tǒng)。腳踏驅(qū)動系統(tǒng)是一套典型的鏈傳動機械裝置。騎車人以雙腳踩踏腳蹬使曲柄和鏈輪作回轉(zhuǎn)運動，由鏈輪經(jīng)鏈條傳遞到后軸的飛輪從而帶動車輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動電動自行車前行。驅(qū)動系統(tǒng)包括：腳蹬、曲柄與鏈輪、鏈條、飛輪。腳蹬是電動自行車驅(qū)動系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)，騎行者用雙腳踩踏腳蹬，驅(qū)動自行車前進。腳蹬選擇整體腳蹬，其結(jié)構(gòu)如圖51所示：圖51整體腳蹬1—腳蹬框架，2—左、右腳蹬軸，3—腳蹬碗，4—防塵蓋，5—螺母，6—腳蹬墊圈，7—腳蹬擋，8—φ4鋼球，9—反射器，10—防塵圈整體腳蹬以腳蹬框架代替了組合型腳蹬由內(nèi)板、外板、腳蹬皮和橡皮軸，組成腳踩面。腳蹬的旋轉(zhuǎn)部分與組合型腳蹬相仿，但兩端的腳蹬碗以過盈配合壓入到腳蹬框架內(nèi)，減少了支撐腳蹬碗的腳蹬管。整體腳蹬結(jié)構(gòu)簡單，腳蹬框架一次注塑成型，可以有多種形式，因而適于多品種生產(chǎn)。腳蹬與曲柄裝配的螺紋為M14。左腳蹬為左螺紋，用L表示。右腳蹬為右螺紋，用R表示。左曲柄、右曲柄、鏈輪與中軸四件組成一套曲柄軸，通過這套機構(gòu)可以將騎行人的上下蹬踏動作轉(zhuǎn)換為鏈輪的旋轉(zhuǎn)運動。中軸是安裝在車架中接頭內(nèi)，用于連接左、右曲柄的轉(zhuǎn)到部件，是組成曲柄機構(gòu)的零件之一。中軸結(jié)構(gòu)如圖52所示：圖52 中軸1—右中軸碗，2—鋼球，3—中軸棍，4—左中軸碗，5—中軸鎖母，6—中軸螺母，7—曲柄蓋曲柄、鏈輪是傳動系統(tǒng)中關(guān)鍵的零部件，不同類型的自行車功能不同，相應(yīng)對曲柄鏈輪的要求不同。不同的曲柄長度和鏈輪齒數(shù)，不僅影響自行車騎行速度，也將對騎行人的體能消耗程度有重要影響。曲柄結(jié)構(gòu)如圖53所示：圖53 曲柄曲柄長度為：165mm。鏈輪如圖54所示圖54 鏈輪及尺寸鏈輪齒數(shù)為：44 節(jié)圓直徑為：齒根圓直徑為： 齒頂圓直徑為：節(jié)距為：鏈條傳動是鏈輪與飛輪之間用鏈條作為撓性拉拽元件的一種嚙合傳動。它是自行車傳動系統(tǒng)中難以代替的部件之一，特別是在不同類型的山地自行車和公路自行車的變速部分，起著更為重要的作用。 圖55顯示了自行車鏈條結(jié)構(gòu)，它是由內(nèi)片、外片、銷軸、襯圈、滾子等構(gòu)成。銷軸與外片、襯圈與內(nèi)片分別采