【文章內(nèi)容簡介】 分析三角架及人等裝置的受力分析如圖23，這里需要說明下，將人、三角架、座椅等裝置的重心認為在D點，d=，實際上重心應在三角架等腰三角形中線偏右一定距離，臨界平衡時該中線有一定角度偏右傾斜，這里簡化處理如圖4?？傻靡韵铝胤匠蹋海ㄊ?） （式2） （式3）根據(jù)初步選定的結構尺寸，此處已知，；忽略三角架上方滾子接觸的力，下方兩處滾動摩擦力，取鋼鐵與鋼鐵的滾動摩阻系數(shù)；三角架小滾輪半徑，三角架及人和座椅等的重量。解方程得。根據(jù)之前的假設，分析實際的結果和簡化后計算出的結果比較，實際阻力矩應比計算出的要大，因為沒有考慮到三角架重心偏右對外部驅動力矩的影響。 上坡大輪受力分析圖24 爬坡時臨界受力分析大輪沿有一定傾斜角的斜面滾動上行，如圖24，列受力分析方程： 此處給出相關參數(shù)值；；；，其中滾阻系數(shù)，大輪半徑。解方程得關系式，選取最大坡度傾斜度，計算此時所需驅動力矩。根據(jù)以上兩種相對運動的分析的計算結果得出結論，當兩個大輪正常行駛時由于重力和小滾輪的摩擦力共同提供的扭矩，使得三角架與兩個大輪保持相對轉動的同時又與地面保持水平方向的運動；當雙輪車在爬坡時，根據(jù)設定最高爬坡角度，計算出爬坡的阻力矩。[4]基于以上根據(jù)計算得出平路行駛阻力矩和爬坡時的阻力矩。選擇最大的阻力矩計算出實際驅動力矩T，由功率與扭矩的計算關系，根據(jù)傳動時的效率損失，算出電機功率。計算出需要實際驅動功率為353W，選取相近的電機進行對比如表21：表21 市場調(diào)查可選電機銘牌如下：規(guī)格350W 36V450W 36V額定轉速/rpm29003100額定扭矩/Nm額定電流/A≤≤電機效率/%(額定點)≥78≥78減速比:1考慮到實際傳動系統(tǒng)效率可能偏小、或各零件運動隱性損耗，故實際選用的電機額定功率要比理論計算的電機驅動功率大。根據(jù)市場調(diào)查選用36V直流伺服450W電機。 制動系統(tǒng)的分析為了探討如何設計酷跑雙輪車的制動系統(tǒng)，在此本文例舉了一些現(xiàn)實中常用的制動系統(tǒng)，以自行車為例，因為自行車的剎車裝置是最常見的。（1） 側拉式剎車（2） 中拉式剎車（3） V夾剎車（4） 懸臂式剎車（5） 碟剎圖25 側拉式剎車系統(tǒng)1. 側拉式剎車（競賽公路車）側拉式剎車以螺栓為剎車臂的旋轉軸心，當煞車導線被拉緊，固定在軸樞上的2支剎車臂旋轉并使剎車塊向輪圈靠近，即可以摩擦輪圈使車輪停止轉動。不便之處是在于剎車塊若和軸樞的距離越遠，就越難將剎車器調(diào)整至中心位置，所以適合用在狹窄的輪胎與小輪徑的車胎，所以一般多用于競賽型公路車，至于寬輪胎的山地車就不合適了。圖26 中拉式剎車系統(tǒng)2. 中拉式剎車中拉式剎車的剎車臂左右對稱，剎車導線連接到吊線架后，以2條導線連接剎車臂和吊線架；利用導線將剎車把手上的力傳導至剎車臂，使得剎車塊接觸輪圈達到剎車的效果。不便之處是非常難以調(diào)整到對稱的中心點。難以調(diào)整至理想的制動剎車效果?，F(xiàn)今已基本很少使用。圖27 V夾剎車系統(tǒng)V夾剎車時近年流行的新開發(fā)的剎車器。目前已成為山地車制動器的絕對主流。V夾剎車包含了2個分開的剎車臂，并固定在車架的軸樞，剎車的工作原理是由把手用力，導線拉動兩剎車臂向輪圈靠攏，而導線僅僅靠一硬質導管來傳動力量，所以沒有吊線架，安裝上更加簡單。因為力臂大，機械效率比傳統(tǒng)煞車更高，而同時安裝，調(diào)整容易，所以被廣泛應用。圖28 懸臂式剎車系統(tǒng)4. 懸臂式剎車懸臂式剎車包含2個分開并左右對稱的剎車臂，并被固定在車架的軸樞上；剎車的導線連到吊線架骺 ，以2條導線連接剎車臂和吊線架，再利用導線拉緊，將剎車把手上的力傳導至剎車臂，使剎車塊接觸輪圈達到剎車的效果。與中拉式剎車的做動方式很相似。不便之處與中拉式剎車一樣，難以調(diào)解，易損壞。圖29 碟剎系統(tǒng)5. 碟剎碟剎的制動方式，使在花鼓上安裝一塊和車輪同步旋轉的碟盤，并在前叉及車架上裝置卡鉗，再通過卡鉗內(nèi)的剎車塊夾緊碟盤，進而得到剎車的目的。這樣的碟剎制動系統(tǒng)過去已經(jīng)一致成功的應用在摩托車上，至于應用于自行車上，由于早期碟剎技術不夠成熟，價格高，重量過重等問題無法普及。但經(jīng)過多年的研究和改善，已經(jīng)漸漸普及，甚至成為高端車的標致性配備。由于碟剎在制動時的力矩位于花鼓和輻條之間，將對輻條造成較大的壓力，所以采用碟剎時，必須盡量選擇采用交叉式編織輻條和黃銅接頭的輪組。碟片的尺寸直徑一般為160mm,180mm,203mm,碟盤越大，提供的剎車力量越強，重量越重；反之力量越小，越輕。而大碟盤散熱快，可以防止剎車功能減弱；但碟盤越大，會更大的放大偏擺的比率，越容易發(fā)出噪音。[5][6][7]仔細研究以上幾種剎車方式后，再結合酷跑雙輪車進行分析，發(fā)現(xiàn)酷跑雙輪車的設計外形是由并排的雙輪組成，所以以上幾種剎車方式根本不適用此雙輪車，即便是確保三角架與大車輪保持相對靜止，但是由于整體慣性也會繼續(xù)滾動前行一段距離，因此為了保證安全的制動，在酷跑雙輪車后面增設一個摩擦板。當實施制動的時候，拉動手剎刀摩擦板與地面產(chǎn)生摩擦，這樣使得三角架與大輪保持相對靜止同時又能與地面保持相對靜止。在拉動手剎制動的同時，要求電機、腳踏降速或停止，來實現(xiàn)平穩(wěn)快速剎車。圖210 制動系統(tǒng) 轉向功能的實現(xiàn)為了探討如何設計酷跑雙輪車的轉向系統(tǒng)，在此本文特地參考了汽車的轉向系統(tǒng)，因為汽車的轉向系統(tǒng)是最常見、最經(jīng)典的案例。汽車在拐彎時車輪的軌線是圓弧，如果汽車向左轉彎，圓弧的中心點在左側，在相同的時間里，右側輪子走的弧線比左側輪子長，為了平衡這個差異，就要左邊輪子慢一點，右邊輪子快一點，用不同的轉速來彌補距離的差異。[8][9]如果后輪軸做成一個整體，就無法做到兩側輪子的轉速差異，也就是做不到自動調(diào)整。為了自動調(diào)整后輪的轉速差，就用到了差速器。圖211 汽車的后輪轉向借鑒汽車差速器的轉向原理，利用在較低速度下，對轉向一邊的輪子進行摩擦制動，使一邊輪子的速度降下來，實現(xiàn)兩輪轉速差異進行轉向調(diào)節(jié)。先減速后轉向，避免高速下緊急轉向的側翻。其實現(xiàn)轉向功能部件圖如下：圖212 轉向裝置在輪子低速前行中轉彎時，可以根據(jù)欲轉彎的角度而把握手剎的力度和時間，從而操作簡單輕松地實現(xiàn)轉彎。第三章 三維建模和裝配此次畢業(yè)設計我用的三維建模軟件是Pro/Engineer，因為在三維造型和裝配上它有很多不可比擬的優(yōu)勢，給后續(xù)工作帶來了極大的方便。Pro/Engineer操作軟件是美國參數(shù)技術公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術的最早應用者，在目前的三維造型軟件領域中占有著重要地位，Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣。是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國內(nèi)產(chǎn)品設計領域占據(jù)重要位置。Pro/E第一個提出了參數(shù)化設計的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫來解決特征的相關性問題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠將設計至生產(chǎn)全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。相對于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無論多么復雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構成特征，而每一種構成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。Pro/E是基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設計者提供了在設計上從未有過