【文章內(nèi)容簡介】 :從帶有減震的車架和鞍座到騎車人身體的上下振動，其能量的損失有時很大。為了騎行舒適，車架、前叉、鞍座的彈性要好，但設計時也要考慮保持其合理的剛性，以充分發(fā)揮騎車人輸出功率的實際效能。由于自行車內(nèi)部阻力的產(chǎn)生原因和性質，與其它騎行阻力不同，設計時，可以傳動效率的形式來處理。33第6章 自行車安全要求自行車最主要的要求是保證騎行安全。達到安全要求，雖然有材質、制造技術和組裝等因素，但首先是從設計上符合安全要求，要求從設計一開始就始終貫徹高質量和安全性。自行車成車和各零部件都有詳細的安全要求，現(xiàn)將設計中首先要考慮到的一些安全要求予以簡述。自行車設計應有可靠的計算依據(jù)，以保證足夠的強度，保證騎行安全。一輛完整的自行車在正常騎行、搬運和維修時，凡騎行者的手、腿等可能觸及之處，均不應有外露的銳邊。自行車組裝后的任何突出物，其長度超過smm的。其大端尺寸(寬度)，小端尺寸(厚度)。自行車車架的上管上，在鞍座和鞍座前3D0mm外之間不應有突出物。螺釘?shù)耐饴锻怀霾糠郑诼菽感o之后，應短于螺釘?shù)耐鈴匠叽?。一輛符合安全要求的自行車是建立在符合安全要求零部件基礎上的，因此，首先要使各零部件達到安全要求。制動系統(tǒng)—自行車應裝有制動系統(tǒng)，手閘從閘把外表面到車把把套外表面的閘把至車把把套之間的最大距離，自閘把的閘線端頭處到閘把中部之間的任何一點都不應超過90mm。在閘把開口處，這個尺寸可以大一些，但除了閘把尾端20mm一段外，都不應超過100mm。車閘的干態(tài)制動，在最高速比時，行程為sm以下的自行車，以16km/h的速度行駛時。在最高速比時，行程為sm或5m以上的自行車，以24km/h的速度行駛時。車把—把橫管的總寬度應在350一700mm之間。處于最高位置時的把套上端面和處于最低位置時的鞍座面之間的垂直距離不應超過400mm，把橫管末端應裝有把套或把簧，它們應能承受70N的脫卸力。把立管上應刻有永久性標記，清楚地表示把立管插入前叉立管的最少深度，或用一個可靠的永久性裝置來保證其最少插入深度。，在標記下面至少應有一個管徑長度的管子材料不得切槽，插入標記不應損傷把立管的強度。當騎行者坐在鞍座上，雙手握住車把把套并盡量往后靠時，自行車和騎行者的總重量至少應有25%壓在前輪上。車架、前叉應有足夠的強度，保證達到?jīng)_擊試驗要求和騎行安全。車輪—裝輪緣閘的自行車，對輪稠上某一點沿輪惘作徑向測量時，其徑向圓跳動量和端面圓跳動量分別不得超過Zmm，不裝輪緣閘的自行車，其徑向圓跳動量和端面圓跳動量分別不得超過4mm。車輪經(jīng)校準后，其輪胎對于前叉或車架上之任何附件之間的間隙應小于Zmm。輪輛作掛重試驗時。將輪胎充氣到推薦充氣壓力的110%，經(jīng)過5分鐘后，外胎仍應完整地包合在輪惘上。腳蹬—腳蹬的腳踩面應安裝可靠，相對于腳蹬部件應無移動。不用足尖套或用足尖套的腳蹬都必須在腳蹬的上表面或下表面都有腳踩面，有一個認定的腳踩面，能自動地翻轉在騎行者的腳下，如果只考慮用足尖套式，則必須裝固定的足尖套，就不再需要有腳踩面了。自行車直放不騎人，一只腳蹬處于最低位置且腳踩面與地面平行，如果只有一個腳踩面的話，該腳踩面要朝上，自行車應能向一側斜25“而腳蹬上的任何零部件不能觸及地面。不裝足尖套的自行車，其腳蹬到前輪胎或泥板之間的間隙至少應為89mmo鞍座—鞍座、鞍座架和其他鞍座附件的任何部分，從鞍座面與鞍管軸線之交點算起，都不能超過鞍面以上125mm。鞍管上應有一個永久性標記，清楚地表示該鞍管插入車架的最少深度。這個標記從鞍管底部量起不應低于鞍管直徑的二倍高度，標記不得損傷鞍管的強度。鏈罩—自行車下必須裝有防護裝置，罩住鏈條和鏈輪的下齒合部位，防止衣服或身體某一部分軋入。防護鏈罩至少應從鏈條與鏈輪的嚙合點之前25mm處裝起。反射器—安裝后燈的自行車還應裝一只后廣角反射器或一般的反射器以符合將來的國際標準要求。不裝后燈的自行車則應裝一只廣角反射器。后反射器應為紅色。自行車應裝有兩只側反射器，在兩側都能看到，其形式二種，第一種廣角反射器裝在自行車的前半部和后半部。其中至少應有一只要裝在車輪輻條上。對那些后輪上除了車架和泥板支棍外，還裝有其它零件的自行車，則活動反射器應裝在前輪上。第二種是在每一只車輪的兩側，離輪胎外徑locm之內(nèi)，裝一個連續(xù)的環(huán)形反射器。側反射器或白色(透明)，或黃色。安裝前燈的自行車不要求裝前反射器。沒有前燈的自行車應裝一只廣角反射器，為白色(透明)。自行車腳蹬的前、后表面均應裝有反射器，反射器可以和腳蹬結構連成一體，也可以機械方法安裝在腳蹬上，但都應充分地凹進在腳蹬邊緣里面或反射器框架內(nèi)，以免在腳蹬邊沿與其池平面接觸時碰到反射鏡面。腳蹬反射器為黃色。自行車產(chǎn)品說明書內(nèi)容應有騎行安全須知—車閘、輪胎、車把和照明應作定期檢查，雨天應注意增加制動的距離。自行車安全要求內(nèi)容較多，現(xiàn)僅將一些必須的和設計中容易忽視的部分作如上闡述。第7章 自行車設計的配合要求自行車生產(chǎn)量很大，使用涉及面也很廣，在設計中要十分注意其尺寸配合的要求，做到組裝和維修互換方便。現(xiàn)將普通型、載重型、運動型、賽車型和輕便型自行車的主要互換配合要求予以闡述。車架—前管高度有80、100、12160、180、200和220八種。前管兩端裝碗處高度分別為IOmm，內(nèi)徑為必30。用于A、C型中軸的中接頭寬度為72mm，兩端裝碗處高度分別為10mm，內(nèi)徑必40。用于B型中軸的中接頭兩端裝螺絲碗處高度為14mm，螺紋為M35xl。立管孔徑有必22和必25兩種。鞍管縮頭長度為30mm，外徑為必22，如采用7字形鞍管，其橫管外徑為必22，長度為30mm。鞍管外徑有必22和必25兩種。前叉—立管高度有11131671921232和252八種，其外徑為27，螺紋部分采用M20xl，其高度為30m，度為60mm。，咀內(nèi)檔距離為90mm。前叉鎖母內(nèi)螺紋為26又1。上下碗與前配合處高度分別為smm，外徑為必30。下內(nèi)徑為必27，燈架厚度為Zmm，插燈處寬為30mm，定位搭子寬度為3mm。前叉墊卷厚度為Zmm，定位搭子寬3mm。車把—把立管高度有15。、170、90、210和230五種，把立管外徑為必22。把橫管與閘桿頂端開擋loomm。前后軸—前軸有MS又1和Ml。義1兩，與前叉咀配合處的開擋為90mm。后軸螺紋為M10又1，與飛輪配合螺紋為M5義1。中軸—A型中軸的軸輥外徑為必16，接頭與軸宛配合處為必40，中接頭寬度為mm，中接頭中心與鏈輪齒中心距為43m，曲柄梢槽深度為Zmm，槽中心至曲柄平面為gmm。B型中軸輥和曲柄梢槽的要與A型相同，中軸螺絲碗采用M35義1。型中軸的軸輥兩端螺紋采用MIG丫1，中接內(nèi)徑為必40，寬度為72mm，中心線至鏈齒中心距為41mm。曲柄大頭內(nèi)孔為必6，與腳蹬軸配合采用M14丫1，曲柄內(nèi)孔為必g，曲柄梢大頭為必g，斜面的斜度為030’，小頭端部采用五16。腳蹬—。8。飛輪厚度為16mm，飛齒厚度為3mm，與后軸配合處采用M35xl，齒數(shù)有1111224牙等六種。輪惘(車圈)—。兩種，卷邊R應《，兩邊卷邊斜角為100“，整個彎曲高度為15和13兩種。直邊輪稠(硬邊車圈)卷邊內(nèi)檔為122和25四種，、。勾邊輪惘卷邊內(nèi)檔為25，卷邊R為2。輪惘著合直徑有32334371400、4243454750525590、59600、6635和650十八種，輪輛著合周長與直徑相對應，、1256。、1577。、1875。188。輻條—有11114和15六種號數(shù)，，，條母的配合螺紋與輻條相對應。泥板—主要控制半徑R，大于或等于38370、35330280、25230和205九種。鞍座—夾緊螺栓為M8，鞍座夾與鞍管配合部分的內(nèi)徑為必22。注:本文凡未注明計量單位的數(shù)字均為mm。第8章 自行車車座的模具設計 塑件成型工藝性分析 塑件的分析1．外形尺寸該塑件壁厚均勻，平均壁厚2mm左右，塑件外形尺寸不太大，外形不復雜，塑料熔體流程不太長，適合于注塑成型，如圖81。2．脫模斜度PC屬于熱塑性工程塑料，沖擊強度高，尺寸穩(wěn)定性好，無色透明，著色性好，電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好，但自潤滑性差，有應力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。查表(常用塑件的脫模斜度)選擇該塑件的型芯和凹模的統(tǒng)一模斜度為 176。圖81 塑件的二維工程圖及三維立體圖 PC的性能分析1．物理性能沖擊強度高，尺寸穩(wěn)定性好，無色透明，著色性好，電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好，但自潤滑性差，有應力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。2．成型性能(1) 無定形料,熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，流動性差。吸濕小，但對水敏感，須經(jīng)干燥處理。成型收縮率小，易發(fā)生熔融開裂和應力集中，故應嚴格控制成型條件，塑件須經(jīng)退火處理。(2) 熔融溫度高，粘度高，大于200g的塑件，宜用加熱式的延伸噴嘴。(3) 冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)以粗、短為原則，宜設冷料井，澆口宜取大，模具宜加熱。(4) 料溫過低會造成缺料，塑件無光澤，料溫過高易溢邊，塑件起泡。模溫低時收縮率、伸長率、抗沖擊強度高，抗彎、抗壓、抗張強度低。模溫超過120度時塑件冷卻慢，易變形粘模 PC的注射成型過程及工藝參數(shù)1．注射成型過程(1) 成型前的準備。 對PC的色澤、粒度和均勻度等進行檢驗。(2) 注射過程。 塑料在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔。其過程可分為加料、塑化、充模、保壓、倒流、冷卻和脫模等七個階段。2．注射成型工藝參數(shù)(1) 注射機：柱塞式(2) 料筒溫度(℃)：前段240~285；中段230~280；后段210~240(3) 噴嘴溫度(℃)：240~250(4) 模具溫度(℃)：90~110(5) 注射壓力(MPa)：80~130(6) 成型時間(s):110 擬定模具的結構形式 分型面位置的確定通過對塑件的結構形式分析，分型面應選在瓶塞截面積最大且利于開模取出塑件的平面上，如圖82。圖82 分型面位置 型腔數(shù)量和模具結構形式的確定1． 型腔數(shù)量的確定該塑件的精度要求一般在23級之間，且中、小大批生產(chǎn)，可采取一模多腔的結構形式。但是，考慮到塑件尺寸、模具結構尺寸的大小關系，以及制造費用和各種成本費等因素，初步定為一模一腔結構形式。2． 模具結構形式的確定從上面分析可知，本模具設計為一模一腔，根據(jù)塑件結構形狀，推出機構擬采用頂桿推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側澆口。因此，定模部分不需要單獨開設分型面取出凝料，動模部分采用鑲件不需要添加型芯固定板和支撐板。由以上分析可確定選用不帶支撐板的單分型面的注射模。圖83 模架的結構形式 注射機型號的確定1．注射量的計算通過Pro/engineer建模分析計算得塑件體積：塑件質量：式中是PC密度。2．澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前不能確定準確的數(shù)值。由于本次采用的流道簡單，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為3．選擇注射機根據(jù)第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總體積，依公式 ，則有：＝＝。根據(jù)以上計算，初步選定公稱注射量為2000cm3，型號為 XZY2000臥式注射機，其主要技術參數(shù)見下表：表81 注射機主要技術參數(shù)理論注射容量/cm33000移模行程/mm1120螺桿柱塞直徑/mm120最大模具厚度/mm960注射壓力/MPa90，115最小模具厚度/mm400螺桿轉速/(r/min)201000噴嘴球半經(jīng)/mm18鎖模力/kN103噴嘴口半經(jīng)/mm拉桿內(nèi)間距/mm900800注射時間/s4．注射機的相關參數(shù)的校核(1) 注射壓力校核。查表可知PC所需注射壓力為80～130MPa,這里取，該注射機的公稱注射壓力，注射壓力安全系數(shù)，這里取，則＜所以，注射壓力合格。(2) 鎖模力校核塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，則由Pro/Engineer直接測量得出。模具型腔內(nèi)的脹型力，則式中，是型腔的平均計算壓力值，通常取注射壓力的20%40%，大致范圍為2540MPa。此取。表41可得該注射機的公稱鎖模力，鎖模力安全系數(shù)為這里取，則＜所以，注射機鎖模力合格。 主流道的設計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計與可拆卸更換的澆口套。1. 主流道尺寸(1) 主流道的長度：本次設計中初取145mm進行設計。(2) 主流道小端直徑：d=注射機噴嘴尺寸+（）mm＝（+）mm＝8mm。(3) 主流道大端直徑：(4) 主流道球面半徑：SR0=注射機噴嘴球頭半徑+（12）mm＝（18+2）mm＝20mm。2. 主流道的凝料體積3. 主流道當量半徑4. 主流道澆口套形式主流道襯套為標準件可自行選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損。對材料的要求較嚴格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設計成一個整體，但考慮上述因素通常還是分開來設計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質鋼材進行單獨加工和熱處理。設計中常采用碳素工具鋼（T8A或T10A），熱處理淬火表面硬度為5055HRC，如圖84所示。圖84 主流道襯套的結構形式 成型零件的