【文章內(nèi)容簡介】 +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。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 16 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。 立管高度的選擇 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 = 取立管長度為 。 前叉傾斜角度與前叉翹度 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 356520xx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河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 17 一個交點，該交點只要在標注的允許范圍內(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，按兩個百分數(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。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 18 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，就河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 19 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。 蓄電池安裝位置 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 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)。 前叉結(jié)構(gòu) 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。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 20 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，通過這樣的往復過程，減弱了人體對地面顛簸或沖擊帶來的震動。 前叉尺寸 前叉尺寸如圖 313 所示： 圖 313 前叉尺寸 車把 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 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 21 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 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 車把中心螺母結(jié)構(gòu)如圖 316 所示： 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 22 圖 316 錐形中心螺 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 23 第四章 車輪部分 輪輞 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，并要符合國家標準。 選擇鋁合金鉤邊輪輞，鋁合金強度高于鋼材，鋁合金比重為 ，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 前后軸 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 前軸結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 42所示： 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 24 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 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。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 25 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 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— φ 4 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。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 26 中軸曲柄與鏈輪 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。 中軸組件 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 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： 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 27 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 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。 河北工程大學畢業(yè)設(shè)計 28 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