微型折叠自行车运动机构设计

微型折叠自行车运动机构设计 题目名称: 学 院: 专业年级: 学生姓名: 班级学号: 指导教师: 二?一? 年 六 月 一 日 目录 第一章 绪论 ........................................................... 1 1.1课题研究的背景研究意义 .......................................... 1 1.2微型折叠自行车发展前景概述 ...................................... 1 1.3本课题研究的主要内容、基本要求及研究方法 ........................ 2 1.3.1主要内容 .................................................. 2 1.3.2此次设计要完成以下内容 .................................... 2 1.3.3主要技术要求 .............................................. 3 1.3.4研究方法 .................................................. 3 第二章 总体方案的确定 ................................................. 4 2.1自行车车体部分设计 .............................................. 4 2.1.1折叠方式的确定 ............................................. 4 2.1.2自行车车把部分的设计 ....................................... 5 2.2传动机构的确定 .................................................. 5 2.2.1滚子链的基本参数与尺寸 ..................................... 6 2.2.2滚子链链轮 ................................................. 6 2.2.3棘轮机构 ................................................... 9 2.3自行车曲柄结构的设计 ............................................ 10 2.4自行车车轴部分的设计 ............................................ 11 2.5轴承的选择 ...................................................... 11 2.6锁紧结构的设计 .................................................. 11 第三章 强度校核 ...................................................... 13 第四章 微型折叠自行车的保养 .......................................... 18 致 谢 ................................................................ 19 参考文献 .............................................................. 20 I 第一章 绪论 1.1课题研究的背景研究意义 随着世界各国环境保护意识日趋提高以及人们在健身、休闲等方面的需求不断增强，自行车仍将继续成为21世纪人们所喜爱的外出交通代步工具和休闲、娱乐工具。预计在今后3—5年内，世界自行车市场需求仍将持续保持平稳发展态势。特别值得一提的是，拥有53个国家、当地工业普遍落后的非洲地区(人口数高达7亿)，也是当今世界上极具发展潜力的自行车市场。可以预测，随着社会文明程度不断提升，将来非洲地区自行车需求量必定也会大幅上升，到那时，非洲地区许多国家为满足市场需求，除进口自行车之外，还必然会与国外自行车厂商合作，自行设厂大批量生产自行车。由此，该地区在不远将来就一定会发展成为世界上一个重要的自行车市场和自行车生产基地。非洲地区的崛起，势必就会大大推动世界自行车产业的发展，而且世 [16]界自行车生产格局也将会随之发生一系列变化。 1.2微型折叠自行车发展前景概述 自从自行车发明以来，就有人不断尝试把自行车弄得更小一些，占用空间更少一些。实用化、商品化的折叠自行车完成了这一历史史命，而更大的贡献是让全球自 行车产业持续创新快速发展。 (一)折叠自行车是一种便捷的交通工具 全球的汽车盛行以及一些国家城市建设的无序化，让原本 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 就不那么有前瞻性的一些大城市不堪重负，而自行车的高丢失率又让多数打算购买普通自行车代步的人群望而却步，创新自行车———折叠车以其轻便、快捷而备受广大消费者的青睐。 当今的城市人们出行方式有轿车、公共交通与自行车(包括各类两轮车)等。通常政府提倡乘坐公共交通车，但因为堵车，因为并不能解决车站与目的地的交通，有时极为低效，而用折叠自行车往往能弥补这一点，用它来完成线路两头的路程方便快捷。如果是异地出差，用折叠车也是非常方便的，比如乘火车旅行，折叠后的折叠车不比一个大行李箱大多少，放入行李架方便快捷，等到达目的地即可展开骑行，避免许多麻烦。 (二)折叠自行车是一种健康环保的运动休闲方式 从某种角度来看，一方面折叠自行车正在成为环保、节约、健康的先锋，尽可能多地搭乘公共交通系统节省了时间，杜绝私人汽车的浪费，骑自行车给人带来了健康和活力。另一方面，这正是健康和谐的社会所必需的。骑折叠自行车本身就是一件让人愉悦的事情:一辆调整规范且良好的折叠车不论骑得快慢与否，在安静的林荫道、山区公路或者湖边小道都会让骑车人舒缓心境，放松紧张的神经。在欧美国家，骑自 1 行车是目前最时髦的运动，欧洲更有很悠久的自行车运动历史和很深厚的自行车文化内涵，在那里，自行车运动实际是和高尔夫球拥有相同地位的。 像英国、荷兰、德国，因为其发达的地铁轨道交通系统，折叠车变得非常流行。很多人拥有这样的自行车并把它们用汽车带到郊外去旅行、度周末。由于折叠车折叠后体积小的优点，骑车爱好者完全没必要去购置价值不菲的单车架或专用携行工具，直接放入后备箱即可。 (三)希望更多的人进入折叠车生活 购买折叠自行车的多数人集中在年轻男女，集中在有较多收入，热爱生活，且对资讯掌握比较丰富的人群中，很多人购买了折叠车不单单用作代步，更多地用于周末出行休闲，邀约三五好友，搭乘长途汽车或者短途火车去城市周边，避开了城市中乌烟瘴气的骑行，直接到郊外享受新鲜空气和美好风景，既锻炼身体又乐趣无穷。 (四)折叠自行车的制造必须精益求精 公路车、山地车是现代运动自行车的两大主流(相对于民用代步车而言)，它们自身已经经历了相当长的发展，在设计、工艺、 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 、技术上都日益完善和成熟，实际上在技术领域已经难有质的突破。相比较而言，折叠自行车虽然也已经过了相当的发展时期，但它的发展势头似乎更显得迅速，各种品牌的折叠车，以各自不同的理念不断更新设计，推陈出新，又细化出各种适合不同用途、不同趋向的折叠自行车，有公路型、综合型、旅行型、休闲型、通勤型、军事型等等折叠自行车。 在折叠自行车设计中的诸多因素之间，往往又互相牵制和制约，动辄顾此失彼，如何权衡轻重利弊,所以，要设计和生产出一辆完美的折叠自行车，其实是一件非常不容易的事情，一辆在各方面都有不错表现的折叠自行车，其技术含量之高、技术难度之大，都是超乎想象的～ (五)产业应该加速折叠自行车的创新步伐 既然折叠自行车产业的前景如此光明灿烂，既然折叠自行车的市场还在不断扩大，那么我们为什么不加速开发折叠自行车的新品，并且加快生产更加先进、时尚、实用、 [18] 优质的折叠自行车呢, 1.3本课题研究的主要内容、基本要求及研究方法 1.3.1主要内容 通过对自行车的了解和资料收集，结合本专业的相关知识，在老师的辅导下，根据当前研究方向和发展前景，结合实际，初步拟定出一套设计方案。 1.3.2此次设计要完成以下内容 1) 完成微型折叠自行车的总体设计; 2) 根据设计要求设计主体结构和运动机构; 3) 对关键零部件的刚度、强度进行计算分析。 2 1.3.3主要技术要求 1) 采用现代设计方法完成各部分的设计; 2) 使该设备能实现展开后安全正常骑行，折叠后便于携带等功能; 3) 要求总体结构尺寸最小化，关键零部件强度、刚度足够; 4) 动作安全可靠，工作时运动平稳; 5) 整机结构布局优化。 6) 主要技术参数 最大展开尺寸:830×480×1000mm 传动比:1:6 最小折叠尺寸:300×150×600 mm 最大承重:105kg 最高时速:20km 设计重量:10kg 车轮直径:150mm 行程:1.4米/周 1.3.4研究方法 1) 对现有文献分析，查阅现有国内外有关折叠自行车的文献资料，深刻理解现有折 叠自行车工作原理以及运转方式，设计过程中充分借鉴现有的优良结构，在此基 础上进行创新性设计。 2) 重视理论分析，认真学习与本课题有关的理论知识，掌握基本的机械设计理论— 机械设计和机械制造。 3) 在前期充分论证的基础上对其进行详细设计，主要对该机构中的创新点及相关附 件进行设计，充分利用现有成形的机构，不做无用功。 4) 设计时充分使用指导教师以及身边其他技术人员的人力资源，不盲目设计。 5) 理论与实际相结合，力求设计满足经济行和工艺性要求，使设计真正满足人们骑 行要求。 3 第二章 总体方案的确定 2.1自行车车体部分设计 为了设计一款可折叠、尺寸小、质量轻、携带方便的自行车，自行车车体部分的设计尤为重要，它是能否设计出一款小巧的折叠自行车的关键，这也成为我们设计的重点。在使用本次设计的这个方案前，我们还设计了另外一种折叠方式的自行车，我们逐步推敲，最终发现早期的方案过于繁琐，结构不是十分合理，在5月初决定改变设计方案，重新开始。此次我们设计的这款微型折叠自行车尺寸要比原来的更小，展开的尺寸为830×480×1000mm，折叠后的尺寸为300×150×600mm。这也更符合我们的设计要求。 2.1.1折叠方式的确定 根据设计的技术要求(采用现代设计方法完成各部分设计;使该设备能实现展开后安全正常骑行，折叠后便于携带等功能;总体结构尺寸最小化，关键零部件强度、刚度足够;动作安全可靠，工作时运动平稳;整机结构布局优化)，结合各种折叠自行车折叠方案实例，综合实际生活经验，最终确定了如图3-1所示的整体结构框架。 图3-1 整体结构框架示意图 图中杆6由2段连接而成，4、5杆为可伸缩杆，在A处杆1、2、4可在一定范围内转动，在B处杆3可以转动一定角度，在C处杆2连接一个套管，可在杆3上滑动。折叠时将杆6上提，杆4、5随之合并，到一定位置后，杆4、5向下收缩，杆3向下转动并在杆4上，同时杆2与杆3也并在一起。折叠后的结构框架如图3-2所示。 4 图 3-2 折叠后结构框架示意图 前管5与上梁1的链接处用球轴承链接，轴承内管与前上管用固定销固定，轴承外套与上梁1链接，因此车把可以带着前管5随意转动。前管5与下梁6的连接处采用推力轴承，轴承外套与前管外套焊接，因此可以保证前管5不与下梁6发生磨损。 2.1.2自行车车把部分的设计 车把的设计采用可伸缩的方式，用弹簧销固定，折叠后固定在前杆两侧，这样的折叠方式不仅结构简单、方便可靠，而且大大减小了车体折叠后的宽度。车把中间固 [3]定结构如图3-3所示 图3-3 自行车车把结构 2.2传动机构的确定 目前，国内外普遍采用一级传动，速度稍慢于普通自行车，本课题所采用的是二级传动，传动比分别为1:3、1:2，总传动比为1:6，而车轮直径确定在150mm,即便如此，也不会影响它的速度，基本上和普通自行车的速度相同。最初我们考虑采用三级传动，对各级传动所需的链轮也做了简单计算，但最后发现三级传动结构过于复杂，所占空间过大，对折叠后的尺寸有所影响，同时也加大了自行车自身的重量，最关键的是由于传动比过大，骑行时所需要的力较大，对于这种高自行车的主要骑行人群(轻 5 少年及中年人)来说，在骑行时就可能把休闲带步变成了一种超大负荷的运动。为了改变这种缺陷，我们最后还是采用二级传动，这样不仅减小自行车了折叠后的尺寸、总重量和骑行时所需的力，同时也使结构变的更加简单、合理。希望我们的这种改变能够得到肯定。 2.2.1滚子链的基本参数与尺寸 在普通自行车中普遍采用节距为12.7mm的链，但我们此次设计的自行车整体尺寸较小，同时链轮也比普通的小很多，根据设计需要，通过查找手册，我们选取了链 [1]: 号为05B的滚子链，其基本参数如表3-1所示 表3-1 链轮的基本参数 滚子外径内链节内宽d2 销轴直径节距P 排距 Pt链号 d1max b1 min max mm 05B 8.00 5.64 5.00 3.00 2.31 内链节外宽外链节内宽销轴长度 销轴止锁端链条通道高度套筒内径d3 b2 max b3 min b4 max 加长量b7max h1 min min mm 2.36 4.77 4.90 8.6 3.1 7.37 内链板高度外链板与中极限拉伸载 单排重量q 荷Q min h2 链板高度h3 , mm N kg/m 7.11 7.11 4400 0.18 这种型号的自行车链在市场中也较为多见，购买也较方便，因此我们在设计时选择外购车链。 2.2.2滚子链链轮 滚子链传动是有中间挠性件的非共轭啮合传动，其链轮齿廓的几何形状具有一定的灵活性，但又影响传动质量、使用寿命以及加工的难易程度。在GB1244—85中规 [8]定出链轮齿廓几何尺寸的允许范围，供设计制造时选定。 根据GB1244—85规定的齿形范围，我们选取了本次设计所用到的齿轮，并计算出了它们的基本参数及主要尺寸。本课题采用的是二级传动，我们共用到了大小不等的4个链轮，其中两个小链轮2、4我们采用等尺寸的。以下是对链轮主要尺寸的设计计算: 由表3-1可知: 6 2=Z4=13 链轮齿数:Z 配用链条的节距:p =8.00mm 配用链条的滚子外径:d1=5.00mm 配用链条的排距=5.64mm Pt 大盘轮Z1的主要尺寸: 因为传动比n1=3:1，所以确定大盘轮的齿数Z1=39 分度圆直径 P=pK (3-1) d=0180sinZ 其中P=8.00mm K=12.4275 解得:d=99.42mm 齿顶圆直径da da max=d+1.25p-d1 (3-2) 1.6da min=d+(1-)p-d1 (3-3) Z 解得:da max=104.42mm da min=94.75mm 分度圆弦齿高ha 0.8ha max=(0.625+)p-0.5d1 (3-4) Z ha min=0.5(p-d1) (3-5) 解得:ha max=2.66mm ha min=1.50mm 齿根圆直径df df=d-d1 (3-6) 解得:df=94.42mm d齿侧凸缘直径 g 7 00180180d (3-7) ,pctg,1.04h,0.76ctggzz2 d解得:=81.67mm g 两个小链轮的主要尺寸: 2=Z4=13 Z P分度圆直径d==pK 其中P=8.00mm K=4.1786 0180sinZ 解得:d=33.4288mm 齿顶圆直径da da max=d+1.25p-d1 1.6 da min=d+(1-)p-d1 Z解得:da max=38.43mm da min=36.31mm 0.8分度圆弦齿高ha ha max=(0.625+)p-0.5d1 Z ha min=0.5(p-d1) 解得:ha max=2.99mm ha min=1.50mm 齿根圆直径df df=d-d1 解得: df=28.43mm d齿侧凸缘直径 g 00180180d ,pctg,1.04h,0.76ctggzz2 d解得:=51.61mm g 另外一个链轮的主要尺寸: 因为传动比n2=2:1，所以确定大盘轮的齿数Z2=26 p分度圆直径d==pK 其中p=8.00mm K=8.2962 0180sinZ 解得:d=66.37mm 齿顶圆直径da da max=d+1.25p-d1 8 1.6 da min=d+(1-)p-d1 Z 解得:da max=71.37mm da min=68.88mm 0.8分度圆弦齿高ha ha max=(0.625+)p-0.5d1 Z ha min=0.5(p-d1) 解得:ha max=2.75mm ha min=1.5mm 齿根圆直径df df=d-d1 解得: df=61.37mm d齿侧凸缘直径 g 00180180d ,pctg,1.04h,0.76ctggzz2 d解得:=21.36mm g 2.2.3棘轮机构 由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。 它将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。如图3-4所示，棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当摇杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动;当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。自行车正是利用这种结构，是链轮与棘轮固定，当链轮逆时针方向旋转时带动棘轮逆时针转动，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动，同时带动车轮向前运动;当链轮顺时针方向旋转时带动棘轮逆顺时针转动，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动，此时自行车没有动作。这种内啮合棘轮机构的特点是结构紧凑，外形尺寸小。 9 图3-4 外啮合棘轮机构 棘轮机构的设计主要应考虑:棘轮齿形的选择 、模数齿数的确定 、齿面倾斜角的确定 、行程和动停比的调节方法等一系列因素，并且结构复杂，加工难度大，因此在本次设计中我们选择外购的方式，即节约时间，又节省了金钱。 2.3自行车曲柄结构的设计 自行车左右曲柄，是通过脚蹬一个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。所用的脚蹬为常用结构，我们选择外购。 在设计时，本考虑用普通折叠自行车的曲柄及脚蹬，但在画三维图的时候发现，折叠后脚蹬的宽度成了折叠后的最小宽度，这比我们的预期尺寸宽了很多，所以我们决定对曲柄及脚蹬部分做进一步研究。我们通过网络发现了一种可折叠的脚蹬，这另我们十分兴奋，但经过计算发现，尺寸仍达不到预期要求。最后我们只能在曲柄结构上下功夫。本课题设计的是一款微型折叠自行车，为了使折叠后的整体尺寸更小，我们将曲柄设计成可旋转的结构，结构如图3-5所示。这种曲柄在折叠时，先将弹簧销 0按下，将下管向左(右)旋转90，可脚蹬平贴在车体上，这样有效的减小了车身宽度。但这种结构可能还不是最佳选择，但由于时间紧张，我们只好拿出了这套方案，希望其他同学对我们的设计方案提出宝贵意见及建议，我们将虚心接受并会认真考虑，把我们的微型折叠自行车做得更好。 图3-5 自行车曲柄结构 10 2.4自行车车轴部分的设计 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。以下是一般轴结构设计原则: 1) 节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状; 2) 易于轴上零件精确定位、稳固、装配、拆卸和调整; 3) 采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施; 4) 便于加工制造和保证精度。 本次设计中，我们用到了大小不同的4个轴，轴径分别为16mm、10mm、8mm和8mm。对轴的设计采用类比的设计方法，因此可以免除了对轴的强度校核。轴类零件已经经历的一个相当长的发展时间，技术比较成熟，另外我们所用的轴和普通自行的的尺寸基本相当，因此轴类零件强度应该足够。 2.5轴承的选择 轴承究其作用来讲应该是支撑，即字面解释用来承轴的，但这只是其作用的一部分，支撑其实质就是能够承担径向载荷。也可以理解为它是用来固定轴的。就是固定轴使其只能实现转动，而控制其轴向和径向的移动。 在本次设计中我们选择了球轴承和推力轴承，这两种轴承也是普通自行车较为常用的，结构比较简单。我们将这两个轴承分别安装在前杆的上下两端，这样一来便减小了杆与套筒间的摩擦，使车把活动更加自如，延长了自行车的使用寿命。 2.6锁紧结构的设计 本次设计中，折叠时前后杆均为可伸缩杆，因此锁紧机构在此次设计中尤为重要。我们设计了如图3-6所示的锁紧机构。1处是一个凸轮机构，在锁紧过程中，随着凸轮的旋转使开口处的间隙逐渐减小，并紧固在管的外壁上，从而使上下管仅仅固定，无法上下移动。2处安装一个螺栓，可以调节间隙的大小，从而也可以调节锁紧结构的松紧度。在锁紧结构的内壁上有一个突出的结构，可以与车管上的沟槽配合，目的是不让锁紧结构在车管上旋转。在设计锁紧机构时，我们上网查找、观察各种折叠自行车锁紧结构、询问老师等多种方式查找资料，最后我们在我们常见的、小孩玩的滑板车上找了一种锁紧方式，感觉很适用，通过我们的改进，最终确定了这种锁紧机构。 11 图3-6 锁紧机构 12 第三章 强度校核 机器或结构物都是由若干构件组成的。在 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 实际中，常常遇到这样的情况:当构件受力过大时，会发生破坏而造成事故，或者构件在受力后产生过大的变形而影响机器或结构物的正常工作。在工程实际中是不允许的。因此为了保证机器或结构物正常地工作，要求每个构件都有足够的抵抗破坏的能力，也就是说，要求它们有足够的强度;同时也要求构件有足够的抵抗变形的能力，即要求它们有足够的刚度。除此以外突然改变其平衡状态的现象也是不允许的。强度、刚度和稳定性，这是设计构件时所必须考虑的问题。 在设计一个构件时，除了要求构件能正常地工作外，同时还应考虑合理地使用和节约材料，即还要考虑经济方面的要求。一般来说，前者要求用较多或较好的材料;后者则要求少用材料或以贱代贵。二者常常是矛盾的。强度校核的主要任务就是为受力构件提供强度、刚度和稳定性计算，从而为构件选用适当的材料，确定合理地形状和尺寸，以达到既经济又安全的要求。 在强度校核前，在车架的材料上我们准备采用镁铝合金，这种合金以质轻著称，其密度很小，这样可以大大减小车的总的重量，但通过各种方式，我们没能找到这种合金的许用应力，无法进行强度校核，因此我们改用Q235钢，这样使整个车的重量比预期要略重些。车架因承受动载荷，安全系数要大些，取n=1.7，其 [4],许用应力则为[] =140MPa。 (一)首先对杆2、3、4进行受力分析，受力情况如图4-1所示，假设自行车的承重量为800N，则各杆所收应力情况如下: 图4-1 杆2、3、4受力图 FFGG12根据正弦 定理 三点共线定理勾股定理的证明证明勾股定理共线定理面面垂直的性质定理 得:= = Sin,Sin,SinαSinα1221 13 :=392N =754N 解得FF12 F1所以可知杆2所受拉应力,2==1.56 MPa<[,] A1 F2,,杆4所收的压应力4==2.40MPa<[] A2 对杆4进行受力分析，杆4受力情况如图4-2所示。取整个杆为受力对象，由平衡方 [9]程 图4-2 杆4受力情况示意图 FFFF=0，+,Cos,--=0 ,X,Cos,,Cos,3124 FFF=0, -,Sin-=0 ,,Y,Sin,,Sin,312 FF解得:=940N =384N 34 FRFR支座反力=,Sin = ,,Sin,3AB2 ,aQFAC段 =754N ==,Sin,=126 MxMmaxN,mx2 F,cQDB段 =368N ==43 Mx,Sin,N,m3x 画出杆4的弯矩图，如图4-3 图4-3 杆4的弯矩图 从图中可以看出，C点的弯矩最大，=126N，杆4为空心圆形管，横截面Mmax的抗弯截面系数为 Wz 3[9]4,D,0.1(1-) (4-1) Wz 14 d4=从而可以算出 其中D为管外径，d为管内径，,D 3,6 =1.1418 m，10Wz ,,,这样，最大正应力的计算式可表为94MPa<[],所以在人的体重为80kg的max ,] =140MPa，则杆4所能情况下，自行车的强度足够。因为Q235钢的许用应力为[承受的最大弯矩 ,=160 M,,WzN,m F,a又因为= ,Sin,M2max ,F所以 985N 2max FG2maxmax由正弦定理有= SinαSin,22 G,解得 1045N max 所以本次设计的自行车能承受的最大重量为104kg左右。 下面是在最大承重量的情况下，各个杆所受的应力计算: (二)首先对杆2、3、4进行受力分析，受力情况如图4-1所示，承重量为1045N， 则各杆所收应力情况如下: FFGG12maxmaxmaxmax根据正弦定理得:= = SinαSin,SinαSin,1122 FF解得:=512N =985N 21maxmax F1max,,所以可知杆2所受的最大拉应力==2.03MPa<[] 2maxA1 F2max,,杆4所收的最大压应力==3.14MPa<[] 4maxA2 对杆4进行受力分析，取整个杆为受力对象，列平衡方程 FFFF,Cos,=0，+--=0 ,X,Cos,,Cos,2341maxmaxmaxmax FFF,Sin,=0, --=0 ,Y,Sin,,Sin,123maxmaxmax FF解得:=1227N =503N 34maxmax F3max,,下梁所受最大拉应力为==12.27MPa<[] 3maxA3 15 F3max,,==11.05MPa<[] 下梁连接处所受的最大拉应力5maxA 0F,Cos20F上杆连接处所受的最大拉力为==481N 1max6max F6max,,上杆连接处所受的最大拉应力为==4.72MPa<[] 6maxA6 F上杆所受的最大轴向压力为=835N 7max F7max,,上杆所受的最大轴向压应力为==2.90MPa<[] 7maxA7 00FF经分析，前杆所受力的情况如图4-4所示，其中α=76，β=17，=。 53maxmax 图4-4前杆受力情况示意图 取整个杆为受力对象，列平衡方程 FFF,Cos,=0，--=0 ,X,Cos,7Y8max5max FFF,Sin=0, --,=0 ,Y,Sin,7max8max5max FF解得:=357N =638N 8max7Y FSinb,,,5maxQOA段 ==414N xl FSinbx,,,,5max= Mxl FSina,,,5maxQAB段 = =776N xl FSinax,,,,5max= Mxl 16 =124，整个前杆的弯矩图如图4-5所示。 则整个杆所受的最大弯矩MxmaxN,m 图4-5 前杆5的弯矩图 由图可知，在从图中可以看出，A点的弯矩最大，=124N，杆5为空心圆Mmax d344,形管，横截面的抗弯截面系数为0.1(1-)其中=从而可以算出 D,,WzD 3,6=3.2327m ，10Wz Mmax,= (4-2) Wz ,,解得=38.36MPa<[]，因此前杆的强度也足够。 经过大量的计算，我们最终确定自行车各部分结构在一定的承重范围内均符合要求，满足强度条件，因此我们可以确定，本次设计的自行车，达到了预期的要求，满足了骑行条件，可以使用。 17 第四章 微型折叠自行车的保养 自行车需经常擦拭。一般说来，每周宜擦拭1次，应用棉纱或软布把灰尘擦掉，再加些变压器油或机油擦拭，如果遇上雨淋水泡时，应及时用清水洗净，擦干，再加点油。 骑车不宜太快。平时，飞快的车轮会将地面上沙砾掀起，对车圈形成很大的冲击力，使车圈受损。车圈严重的锈洞，大都是这种原因造成的。 如有锈迹可用少许牙膏轻轻拭去。自行车镀锌层如幅条等不要擦拭，因为表面生成的一层暗灰色的碱式碳酸锌，能保护内部金属不受腐蚀。 马路的路面大都是中间高两边低，自行车行驶时，必须靠右侧。因此，轮胎的左侧常比右侧磨损得厉害。同时，由于重心靠后，后轮一般比前轮磨损快。如果在新轮胎使用一段时、间后，把前后轮胎调换使用，并调换左右方向，这样便可延长轮胎寿命。 自行车外胎耐磨性好，承受负荷大。但是，使用不当常常会加速磨损，出现龟裂、爆破等现象。平时，使用自行车时应注意以下几点: 充气要适量。内胎充气不足造成的瘪胎，不仅阻力增大，骑车费力，而且加大了车胎与地面摩擦面积，使外胎加速磨损折裂。充气过足，加上日晒胎内空气膨胀，胎内帘线容易被胀断，会缩短使用寿命。因此，打气要适量，寒冷天气可足些，夏天要少些;前轮气少些，后轮气要足些。 不要超载。各种外胎的侧面都标有它的最大载藏重量。如普通外胎最大载重量为100公斤，加重外胎最大载重量为150公斤。自行车裁人和车子本身重量是由前后两个车胎分但的。前轮承受总重量的l,3，后轮为2,3。后衣架上载重几乎全部压在后胎上，超载过重，加大了车胎与地面摩擦，特别是由于胎侧的橡胶厚度比胎冠(花纹处)要薄得多，经常重载易变薄出现裂口，在胎肩处爆破。 自行车链条使用时间长了会出现滑牙的现象。这是由于链条孔的一端磨损造成的， 由于链条孔有四个方向受摩擦，所以只要打开接头，翻个圈，把链条的内圈变做外圈，受损的一面不直接同大小齿轮接触，就不再打滑了。 自行车各零部件之间产生相对运动的形式为滚动运动和滑动运动。轴承部位产生滚动摩擦，链条、链轮、飞轮之间及其它运动着的零件之间则产生滑动摩擦。要减少运动时的摩擦，应该随时加添润滑剂，将各部件之间的直接摩擦，变为与润滑剂之间的相对摩擦;各部件不直接接触，把干摩擦变为湿摩擦，减少摩擦阻力。骑起来润滑，轻便，节省体力。因为湿摩擦产生的阻力只有干摩擦阻力的四十分之一。 所以，湿摩擦产生的热量小，零件不会因过热而变形，降低了磨损，保护了零件。尤其在雨天进行训练和比赛时，更应注意给各部件加添润滑剂，防止由于水份侵蚀而造成零件失灵或损坏。因此，应特别重视润滑剂的使用。 18 致 谢 经过近一学期的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这我感谢我的指导老师孙老师对我的指导和关心，然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础;同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会顺利完成。 毕业设计是对学生所学本专业知识的一次全面考核，它是综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析、解决实际问题，从事专业工程技术和科学研究工作基本训练的过程。毕业设计为我以后研究生阶段的继椟学习打下了良好的基础，它不像以前的课程设计那样只是按照一定的 样本 保单样本pdf木马病毒样本下载上虞风机样本下载直线导轨样本下载电脑病毒样本下载 去模仿，它是一次能够展现自我才智，发挥见解和创造能力的机会。所以从一开始，就本着严谨认真的态度，开始了毕业设计。虽然在设计中存在许多不中，但收获很大，学到了很多知识。在孙老师的精心指导和耐心讲解下，我所学的基础知识和专业知识得到了充分的运用，一些不足的地方，孙老师也指出了错误。 在这三个月的毕业设计中，我通过互联网、图书馆查阅了相关的设计资料，得到了许多相关的信息及重要数据，这不仅是对我查阅资料能力的一次锻炼和提高，也为我顺利完成毕业设计的提供了保证。我所做的毕业设计是微型折叠自行车，该车在不用的时候可折叠，不占地、质量轻、携带方便，在结构上也较为合理，并且在折叠方式上较传统设计有所改进，使折叠更加便捷，体积更小。在整个设计过程中，我的CAD操作也日渐熟练，这对我日后的工作也带来很大的帮助。 通过这个设计，我对机械设计的各个环节有了更深刻的了解，对所学的专业知识有了更好的掌握，对四年所学的基本知识都系统的回顾并掌握了更多的知识。这次设计是一次很好的学习与提高的过程，在本次设计过程中所收获的这些将在今后的学习工作中发挥重大的作用。 由于我的水平有限，在设计中存在一些不中的问题请评阅老师见谅，并恳请各位老师批评指证。 19 参考文献 [1] 王文斌.《机械设计手册》(4卷)，北京 机械工业出版社，2004 ，何祚蒨，李孟冬等.《机械设计与制造工艺简明手册》，北京 中国电力[2] 许毓潮 出版社，1998 [3] 成大先.《机械设计图册》(1、2卷)，北京 化学工业出版社，2002 [3] 濮良贵，纪名刚.《机械设计》第七版，北京 高等教育出版社，2001 .《金属材料手册》，北京 机械工业出版社，2009 [4] 温秉权 [5] AutoCAD Inventor机械设计手册 [6] 吴永明，陈建华.《计算机辅助设计基础》，北京 高等教育出版社，2000 [7] 朱冬梅.《画法几何及机械制图习题集》第五版，北京 高等教育出版社，2000 [8]《机械设计手册(软件版)》 [9] 谢刚.《工程力学》(第四版)，辽宁 东北大学出版社，2009 156-178 [10] 雷骅.《机械基础》，陕西 西北大学出版社，2008 [11] 陈志刚，田景伦.《工程力学》下册，重庆 重庆大学出版社，1997 [12] 周慧君.《机械系统设计原理》，北京 科学出版社，2003 [13] 陈恳.对折叠自行车设计和开发的思考 中国自行车 2004(4):24-25 [14] 朱东华.《机械设计基础》，北京 机械工业出版社 2003 [15] 王洪.《机械设计课程设计》，北京 清华大学出版社 2009年05 [16] 王克捅.《助力自行车》，北京 人民邮电出版社 1996 [17] 申永胜.《机械原理教程》，北京 清华大学出版社 1999 [18] 刘合润.自行车的过去、现在和未来 云南 云南工业大学学报 1995.11(1):47-48 [19] 黄纯颖.《机械创新设计》，北京 高等教育出版社 1983 [20] 侯洪生.《机械工程图学》，北京 科学出版社，2001 345-378 [21]Land, C. C., Joe, C.and Thole, K.A. Considerations of a Double-Wall Cooling Design to Reduce Sand Blockage. Journal of Turbomachinery. Vol. 132, 2010, 110-118 20