【正文】 約束條件的類型共有 11 種，在這些約束條件中，固定及缺省只需點(diǎn)選其命令圖標(biāo)，即可完成元件的裝配，坐標(biāo)系僅需 1 個約束條件，即可元件的裝配，其余的皆需給定 2 個或2 個以上的約束條件，方能完成元件的。 機(jī)構(gòu)的裝配過程主要分為兩大類：以約束條件裝配固定不動的原件和 以連接條件裝配可移動的原件。如果首先設(shè)計好全部零件，然后將零件作為部件添加到裝配體中，則稱之為自底向上裝配；如果是首先設(shè)計好裝配體模型，然后在裝配體中組建模型，最后生成零件模型，則稱之為自頂向下裝配。 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 26 頁 裝 訂 線 3 自行車的 裝配 設(shè)計 與 功能 仿真 裝配概述 Pro/E 的裝配模塊用來建立部件間的相對位置關(guān)系，從而形成復(fù)雜的裝配體。 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 25 頁 裝 訂 線 本章小結(jié) 本章 從人因工程學(xué)的角度對自行車各主要零件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計， 對自行車的其他功能進(jìn)行了構(gòu)思和設(shè)計， 并利用 Pro/E 三維建模特征工具 對每個零件進(jìn)行了三維 實體設(shè)計。但對自行車整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，我們會發(fā)現(xiàn)其變化不大。在設(shè)計中應(yīng)考慮到人的生理特點(diǎn)，人的用力的特點(diǎn)，減少疲勞的產(chǎn)生等因素 ， 提高自行車的省力、安全、舒適、高效等的綜合性能。 人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計是把人的因素作為系統(tǒng)設(shè)計的取要條件和原則，其目的是使設(shè)計出的產(chǎn)品操作方便、省力、安全、可靠、舒適。 圖 折疊后輪椅座位結(jié)構(gòu) 人體工程學(xué)在自行車設(shè)計中應(yīng)用的思考 用人機(jī)工程學(xué)對現(xiàn)有的自行車分析，研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的自行車仍存在著某些不符合 人的生理特而設(shè)計，這些設(shè)計使人們在騎車時容易產(chǎn)生疲勞，并且使人在騎車時的工作效率低下。鏈條是由一些相同結(jié)構(gòu)連接而成，主要用“拉伸”命令完成 ， 草繪工作較為繁瑣，相同圖形較多，需要有耐心，完成后保存到工作目錄下，如圖 所示 。 圖 大輪盤 結(jié)構(gòu)設(shè)計 鏈條 設(shè)計 鏈條又稱車鏈、滾子鏈，安裝在連輪和飛輪上。主要通過旋轉(zhuǎn)、拉伸切除材料實現(xiàn)，最后倒圓角完善并湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 23 頁 裝 訂 線 保存到工作目錄，小輪盤 結(jié)構(gòu)如圖所示 。 圖 車輪的 結(jié)構(gòu)設(shè)計 鏈輪 小輪盤的設(shè)計 小輪盤以內(nèi)螺紋旋擰固定在后軸的右端，與鏈輪保持 同一平面，并通過鏈條與鏈輪相連接，構(gòu)成自行車的驅(qū)動系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類。 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 22 頁 裝 訂 線 圖 車輪花紋 綜 合分析以上的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計出來如下圖的輪胎紋理，這種紋理可以提高 各種狀態(tài)下的自行車操縱穩(wěn)定性，讓舒適性和操作性并存，并且發(fā)揮到極致。最新、最好的輪胎花紋 設(shè)計是一種中間當(dāng)平滑、并有許多小凹槽的花紋 , 側(cè)邊附近是一行凸形花紋。為了盡量減少在光滑的硬路面上的滾動阻力 , 球突呈交錯排列。一般容易變形 , 即柔軟性好的輪胎 , 騎行性能也較好?，F(xiàn)在有兩種比較流行的確定曲柄長度的方法，一種是從股骨的頂端到地面距離的 %為所需曲柄的長度，還有一種是取為身高的 1/10。曲柄過短將使寶貴的肌肉收縮力不能被充分利用。曲柄長度決定了大腿骨的運(yùn)動角度和有關(guān)肌肉群的收縮程度。鞍座的高度與胯高關(guān)系緊密。鞍座相對中軸軸心的位置是決定下肢肌肉群的肌力能否有效利用的一個關(guān)鍵，即是影響踏力和踏速能否獲得最佳配合的關(guān)鍵。在 腰部增加適當(dāng)?shù)目勘晨梢愿纳仆尾渴芰ΓS持脊柱的正常形態(tài)，并有利于腿部蹬力的發(fā)揮。從生物力學(xué)角度來看， 當(dāng)人體脊柱處于非自然彎曲狀態(tài)時，會引起椎間盤壓力改變，致使腰部疼痛。車把過低會使騎行者的上肢承湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 21 頁 裝 訂 線 受很大的靜壓，時間稍長手臂和手掌易發(fā)生疲勞，同時過低的上身也會壓迫腹部，但力容易傳遞到車。因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是否合 適，將直接影響騎車人的放腳位置是否合適，自行車的驅(qū)動能否順利進(jìn)行。 鞍座的結(jié)構(gòu)如圖所示。 因此，鞍座的設(shè)計，應(yīng)該以舒適性為第一設(shè)計性原則。發(fā)泡起緩沖抗震的作用，并且它的優(yōu)點(diǎn)就是不易變形，擠壓后還 原能力強(qiáng)。本自行車鞍座皮面采用軟 PVC 材料，通過對皮面表面紋理的處理，曲率應(yīng)該在一定的范圍內(nèi)，一方面使鞍座樣式多樣化，滿足不同消費(fèi)群體對設(shè)計風(fēng)格的需求；一方面通過紋理的處理了起到防滑的作用。所以車座后端應(yīng)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上適當(dāng)加寬。根據(jù)人體組織的解剖特性可知，坐骨結(jié)節(jié)處是人體最能耐受壓力的部位，身體的主要重量均由骨盆下的兩塊面積約為25 cm2的坐骨結(jié)節(jié)承受故車座后端寬度過小就會使坐骨結(jié)節(jié)處在鞍座外緣或緊挨外緣的位置。自行車把手 的結(jié)構(gòu) 如下 ： 圖 把手的 結(jié)構(gòu) 鞍座的設(shè)計 目 前 作為自行車設(shè)計中的鞍座設(shè)計，其必須符合人性化設(shè)計中的人機(jī)工程學(xué)，鞍座是騎車人為了驅(qū)動操縱自行車而乘坐的座位。左右效果最好 ， 可以降低疲勞 ， 容易操作 ， 還使腕關(guān)節(jié)處于放松狀態(tài) 。 傳統(tǒng)的自行車把手為水平 ， 這不符合人機(jī)工程學(xué)原理 ， 因為這樣將會使手腕處于背屈狀態(tài) ， 腕部酸痛 ， 握力減小 ， 還會引起腕道綜合癥、腱鞘炎等癥狀 。 從手掌的解剖特征看 ， 掌心部分的肌肉最少 ，指骨間肌和 手指部分是神經(jīng)末稍滿布的部位 ； 指球肌和大、小魚際是肌肉豐富的部位 ， 是手湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 19 頁 裝 訂 線 部的天然減振器 。 中等身材 (50%的人群 )的人最大肩寬 ,男為 ,女為 ， 此 ,車把的寬度可定為 ～ 。 車把的高度應(yīng)保證騎車者在騎 車時處于自然坐姿或接近自然坐姿 ， 并使頸關(guān)節(jié) 、 胸關(guān)節(jié)、腰關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)處于舒適的調(diào)節(jié)范圍內(nèi) 。 1)車把的高度 。 同時前叉上裝有座板，折疊收攏，不會影響自行車的行走；將自行車前后輪旋轉(zhuǎn) 90 后，將座板打開，前后兩個座板之間用銷釘固定，變可以成為輪椅的座板，使用方便，操作簡單，安裝穩(wěn)固。此外，還可以起到控制自行車行駛的作用。 前叉部件在自行車結(jié)構(gòu)中處于前方部位，它的上端與車把部件相連，車架部件與前管配合，下端與前軸部件配合，組成自行車的導(dǎo)向系統(tǒng)。 該前叉為 普通型前叉 ，采用鋼焊焊接而成 ， 3 個管件之間相結(jié)合部位制作成相貫線，使管件間結(jié)合部位形成無縫隙結(jié)合，然后在氣體保護(hù)下用電弧焊的方式在管材結(jié)合處焊合。 圖 車架的整體結(jié)構(gòu) 前叉 的設(shè)計 前叉部件是整車重要的組成部分。 主車架的結(jié)構(gòu)如圖 所示 。為了減少快速行駛的阻力，有的自行車還采用流線型的鋼管。車架的前后支撐采用橢圓形管材，擴(kuò)大了基架與地板之間的接觸面積，減小接觸點(diǎn)的壓強(qiáng)，進(jìn)而可以達(dá)到減少磨損的效果。因此，車架的必須強(qiáng)度高，牢固耐用，容易發(fā)揮人體機(jī)能。車架就猶如自行車中的骨骼，為了在使用時，保證車架不破裂變形，車架必須保持可靠的強(qiáng)度。人，是自行車所用的載體，根據(jù)外部條件與內(nèi)部條件的變化，加載于車架上的載重比車體本身要重很多倍。 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 16 頁 裝 訂 線 車身的設(shè)計 車身部分是整車的主 體 部分，既是全部零部件的安裝主體， 又是決定整體騎行性能的關(guān)鍵部分，包括車架，前叉，車把，鞍座等。另外一方面，一般騎車者的重量為 45~70kg，彈簧的承受壓力為 74kg，以及車架分擔(dān)的壓力，綜合考慮本設(shè)計的承受總量為 40~85kg。 圖 車架的基本構(gòu)造 綜合以上各方面的信息及要求，本課題 設(shè)計的 自行車的基本結(jié)構(gòu) 和主要尺寸 如下 圖所示。 圖 產(chǎn)品方案設(shè)計流程圖 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 14 頁 裝 訂 線 自行車基本尺寸設(shè)計 自行車的設(shè)計過程中必須考慮到使用者的感受及舒適，因而在基本尺寸設(shè)計時需參照GB/T 1000088 中國成年人人體尺寸（如產(chǎn)品面向國際市場，設(shè)計時需參照當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)或進(jìn)行相關(guān)調(diào)研） 如圖 人體站立基本尺寸 圖 成年人立姿尺寸 選取年齡分組 ： 18～ 60 歲， 性別 ： 男性 項目 里的數(shù)據(jù)： 身高 1754mm， 前臂長 253mm， 上臂長 333mm ， 大腿長 496mm ， 小腿長 396mm，小腿加足高 439mm， 臀膝距 585mm 圖 成年人坐姿尺寸 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 15 頁 裝 訂 線 傳統(tǒng)自行車設(shè)計 ， 最能體現(xiàn)整體設(shè)計思想和風(fēng)格的是車架造型，車架的造型設(shè)計是體現(xiàn)自行車整車形體、風(fēng)格和款式等最重要的部分 , 也是車輛保證質(zhì)量和性能的基礎(chǔ)。 自行車設(shè)計流程 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的設(shè)計基本流程大概劃分為： 定主題方向 維造型設(shè)計 。 本自行車采用傳統(tǒng)的鏈傳動為傳動機(jī)構(gòu)；車架基于人機(jī)工程學(xué)設(shè)計成流線型，既符合人機(jī)工程學(xué)原理，讓駕 駛者體會到最省力，最舒適的行車感覺，又 具有時尚美感和獨(dú)特的外觀，充分體現(xiàn)出車主的個性特色：車輪采用特種鋼圈制造，在傳統(tǒng)的自行車車輪上有獨(dú)特的設(shè)計，讓車的抓地性更好，行車更加穩(wěn)當(dāng)；鞍座和把手也結(jié)合人機(jī)工程學(xué)，設(shè)計出合理且舒適的角度和外形，讓駕駛者在長時間騎車后不易感覺疲勞；在車身的顏色方面，結(jié)合車身的整體構(gòu)造選擇相應(yīng)的顏色。 （ 2） 提高自行車的綜合性能 。 （ 1） 考慮騎車時的舒適 性 湖北文理學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 第 13 頁 裝 訂 線