无链条自行车的设计 (2)

无链条自行车的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 (2) 青岛农业大学 ,设计, 毕 业 论 文 题 目: 无链条自行车的设计 姓 名: XXXXXXX 学 院: 机电 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 学院 专 业: 机械设计制造及其自动化 班 级: XXXXXX 学 号: XXXXXXXXX 指导教师: XXXXX XXX年X月XX日 毕业论文,设计,诚信声明 本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注，论文中的结论和成果为本人独立完成，真实可靠，不包含他人成果及已获得青岛农业大学或其他教育机构的学位或证书使用过的 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 。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 论文(设计)作者签名: 日期: 年 月 日 毕业论文,设计,版权使用授权书 本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版，允许论文(设计)被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文(设计)。本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时，单位署名为青岛农业大学。 论文(设计)作者签名: 日期: 年 月 日 指 导 教 师 签 名: 日期: 年 月 日 目录 摘要 ....................................................................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................................................................ II 1 绪论 .................................................................................................................................................................. 1 1.1无链条自行车的设计意义 ................................................................................................................... 1 1.2自行车设计的分类及其特点 ............................................................................................................... 1 1.3国内的研究状况及发展趋势 ............................................................................................................... 3 1.4研究的主要内容 ................................................................................................................................... 4 2 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的选择与论证 ........................................................................................................................................ 5 2.1设计要求 ............................................................................................................................................... 5 2.2曲柄摇杆驱动部分的分析与选择 ....................................................................................................... 5 2.3无链条自行车的结构设计 ................................................................................................................... 5 2.4设计特点 ............................................................................................................................................... 6 3 无链条自行车传动装置的设计 ...................................................................................................................... 7 3.1 传动机构尺寸分析 .............................................................................................................................. 7 3.2摩擦力分析 ..........................................................................................................................................11 4.传动装置的校核分析 .................................................................................................................................... 13 4.1 摇杆校核(db段) ......................................................................................................................... 13 4.2 连杆校核(bc段) ........................................................................................................................... 17 4.3 曲柄盘上的销钉的校核 .................................................................................................................... 18 5.附件机构选用与分析 .................................................................................................................................... 19 5.1折叠机构的分析 ................................................................................................................................. 19 5.2 前轮制动机构分析 ............................................................................................................................ 20 5.2后轮制动系统分析 ............................................................................................................................. 21 6.总结 ................................................................................................................................................................ 22 参考文献 ............................................................................................................................................................ 23 致 谢 ................................................................................................................................................................ 24 无链条自行车的设计 摘要 本文将介绍无链条自行车的设计。目前，市面上流行的自行车基本都为链条式自行车，人力脚蹬搭配链传动，带动自行车后轮转动，从而完成自行车的正常运转。虽然链传动自行车是目前最简单，最优化的产品，但是不可避免的，链传动自行车仍然有很多缺点，比如，当链传动部件老化之后容易引起链条脱落现象，并且链传动的瞬时传动比是变化的，工作时有噪声，而且需要频繁的润滑和张紧措施。鉴于此，设计了无链条自行车。根据能起到健身和安装更简单的要求，完成了总体方案的设计。采用曲柄摇杆机构来代替原有的链传动机构，并采用两套曲柄摇杆机构顺利解决转动过程中出现的死点问题。曲柄摇杆自行车的设计具有安装简便，安全可靠，造价低，传动比精确等优点。 关键词:自行车;无链条;曲柄摇杆机构 I Design of Bicycle Without Chain Abstract This paper introduces the design of bicycle without chain. At present, currently popular bicycle is chain transmission bike. Through using pedal bike turning to lead the rear wheels. Although even transmission bicycle is one of the most simple, high-speed operation optimization of products, but inevitable chain bike still has many faults, for example, chain in the form of bicycle in high speed running time easy to cause the chain falls off phenomenon, and recommends the instantaneous velocity ratio is change,and it job with noise, and need lubrication and a tight measures. In view of this, design an bike without chain. According to can play the fitness and more simple installation requirements, completed the overall scheme design. Using the crank rocker organization instead of the original chain transmission mechanism, and the two sets of crank rocker organization solved successfully turn appeared in the process of dead spots. The design of the crank rocker bicycle convenient installation, safe and reliable, low cost, transmission ratio accurate, etc. Keywords: bicycle;no chain;crank rocker organization II 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 1 绪论 1.1无链条自行车的设计意义 随着社会的发展和时代的进步，人们的生活节奏明显加快，代步工具强势占据着人们生活的方方面面，实实在在的为人们节省着时间。上世纪初，汽车的发明极大的影响了人们的生活，让人们的出行更加方便。但随着社会日益强调环保，低碳，绿色的话题，自行车的重要性又一次引起人们的重视。它清洁无污染，响应了低碳环保的倡议和号召，同时又能让脑力劳动大于体力劳动的工作者们有一次健身的机会。如今市面上流行的自行车是多年来人们智慧的结晶，极尽完美。但除此之外，仍有不乏创意的各式自行车问世，展示着它们各自的特点，无链条自行车的设计为人们的生活添姿添彩，让人们在骑车过程中感受到省力与健身并存，简单与安全同在。 1.2自行车设计的分类及其特点 自行车的历史可以追溯到19世纪，那时候自行车的设计不成熟，是纯粹的人力自行车。无传动装置，依靠脚蹬地面作为驱动。但随着设计者们的不断完善，如今的市面上应用最广泛的当属链传动自行车，但是也有依靠齿轮传动的自行车，并且在日本已经投产。 (1) 链传动自行车 图1-1链传动自行车 1 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 链传动自行车是目前广为流行的一种自行车，它结构简单，成本低廉，安全可靠。采用链传动形式，脚蹬中轴处安装大链盘，后轴处安装飞轮，将链条安装在两个链盘上 通过脚蹬中轴使链条转动，并带动后轴飞轮转动，飞轮与自行车后轮固定在一起，从而驱动自行车后轮转动，实现自行车的运转。传动性能好，并且传动稳定。这种自行车是当前公认的具有最优性的自行车。链传动自行车目前有多种样式和不同的尺寸大小，但基本原理相同。 齿轮传动自行车 ，，2 图1-2齿轮传动原理 齿轮传动自行车原理如图所示，是以汽车传动轴的原理发明出来的。中轴和后轮轴分别安装一小一 大两套圆盘锥齿轮，配合左右脚对称，总共安装4个圆盘锥齿轮。一根传动轴两端分别安装两个小的锥齿轮，并且完全与前后两套圆盘齿轮相啮合。人力脚蹬中轴是较小的圆盘齿轮转动，并引起与之相啮合的锥齿轮的转动，从而通过传动轴将力传递到后轴处较大的圆盘齿轮上，从而带动后轮转动，完成自行车的驱动过程。这种自行车的优点是没有链条，所以不存在链条脱落的麻烦，由于齿轮啮合精确，所以传动比高 。但是这种自行车有明显的缺点，不符合大众的广泛需要。因为采用锥齿轮传动时，对齿轮的加工要求较高，精度要求严格，制造成本相对较高，很难在人们的生活中大量普及。并且齿轮保养很重要，因此齿轮的传动过程都是在密闭的箱体中进行大的， 2 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 所以当出现故障时，非专业人员很难清除故障。 带传动自行车 ，，3 图1-3 带传动原理 美国的一家公司推出了一种新型自行车，用皮带式传动系统代替了以往的链条传动，看上去非常漂亮，但这样的新技术带来的绝不仅仅是外观的改善。带传动的原理如图所示，同链传动原理基本相同，只是将链条换成了皮带，将链轮换成了类似齿轮。整个运转过程好像齿轮与齿条的传动。皮带比普通的链条要更加轻便，骑车时产生的噪音更小，不会发生脱链的情况，而且也不需要润滑。但是这种自行车同时也带来了更贵的价格，造价的高昂使得这种新型自行车难以普及。 1.3国内的研究状况及发展趋势 目前在我国最为广泛使用的自行车均为链传动自行车，这种自行车在造价，材料，简易程度上均可以赢得普通大众的青睐。结构的简单也让自行车出现问题时更加容易解决。 齿轮传动和带传动两种类型的自行车在发达国家有适当的普及，比如说日本和美国。但是在我国国内基本上属于自行车发烧友的收藏钟爱。毕竟高昂的价格和不便修理的情况制约着这两种自行车的流行程度。 虽然链传动自行车已经有近乎完美的普及度，但是仍不免有许多设计者发挥着自己的聪明才智，设计出各式各样的新型自行车。提供实用价值的同时满足了人们的好奇心和锻炼了设计者敢于创新的精神。 由此，为了能制造出新型无链条自行车，并且造价不高，符合大众能接受的水平， 3 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 同时能培养个人的分析能力和创新精神。于是我设计了这一款无链条自行车。采用曲柄摇杆机构作为传动装置，利用脚蹬摇杆，使得曲柄做圆周转动，从而带动自行车后轮转动。这种自行车制造简单，装配方便，方便人们出行的同时起到健身作用。 1.4研究的主要内容 1、分析曲柄摇杆机构的工作原理:由摇杆作为主动件，通过连杆带动曲柄转动。 2、分析设计曲柄摇杆机构各个构件的尺寸大小及构件校核。 3、分析自行车折叠部分的工作。 、分析自行车制动系统的工作。4 4 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 2 方案的选择与论证 2.1设计要求 一种无链条自行车，后轮驱动，采用两套曲柄摇杆机构进行传动，骑车者可以两脚踏踩左右摇杆，带动曲柄(后轮)转动，要求能顺利通过死点位置。刹车灵敏可靠，可折叠，车身长150cm，高度95cm。座的高度可调节。 2.2曲柄摇杆驱动部分的分析与选择 方案一:采用两套曲柄摇杆系统并列安装的方式。这种方式是脚蹬最舒服的安装方式，两套系统并列安装时，蹬踏时两脚正好处于对称位置，如同踩踏链条式自行车时一样，一上一下，用力均匀，发力饱满。但是这种安装方式不易解决死点问题，当曲柄摇杆处于死点位置时，如何大的力也不会驱动曲柄转动。虽然可以在踩踏时躲开死点发力，并在运动过程中利用似于缝纫机脚踏板的活动现象一样，靠惯性躲过死点位置的限制，但是这样的安排方式极大的约束了起始点的位置。 方案二:采用两套曲柄摇杆机构错位排列安装。这种方式虽然不能使两脚处于完全对称的位置，发力不好，并且运动过程中两腿也不协调，影响美观。但是错位排列可以避开两套系统同时处于死点位置。当一侧系统处于死点位置时，另一套系统错开死点，使得无论在何种位置开始蹬踏，都不会受死点现象的影响。 综上所述，选用方案二进行设计。 2.3无链条自行车的结构设计 本设计是一种用于日常生活的交通工具，除了有新奇和时尚的设计元素之外，还具有健身功能，并具备传统自行车的一切基本特点。科学，简单，有效的无链条自行车依靠曲柄摇杆机构作为传动部分，以人力脚蹬作为驱动源。两套曲柄摇杆机构左右安装，左右脚分别踏在摇杆部分。摇杆以传统自行车的脚蹬中轴部分作为支承轴，以连杆连接曲柄转动，曲柄以后轮轴作为回转中心。将传统的链传动自行车的后轮飞轮换成圆盘式结构代替曲柄。并通过胀紧连接安装在后轮上，实现带动后轮的转动。车架的中部设置 5 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 折叠机构，能使自行车方便折叠，减小占地空间。自行车配有安全可靠的刹车系统，保证骑车者在骑车过程中实现安全的紧急制动。刹车系统前两轮采用传统的闸皮摩擦车轮的形式实现制动。后轮则安装抱闸系统，使后轮制动更加安全，更加有效。类似于传统的自行车，具有前后挡泥板，防止雨天出行时溅雨溅泥。 2.4设计特点 本设计基本结构合理，实用性强，完全可以当作主流的交通工具使用。本设计的重点是探索和创新。能另辟蹊径，创造非主流的自行车。锻炼设计者发现问题和解决问题的能力。并能对整个设计过程有清晰的认识，具体了解各机构的配合运动情况，是一次值得的设计，更是一次有价值的设计。 6 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 3 无链条自行车传动装置的设计 3.1 传动机构尺寸分析 图3-1自行车传动机构简图 曲柄摇杆自行车的整体尺寸要求为长度150cm。为使整体车架稳定可靠，取车轮直径为标准的50cm。如图3-1所示。a点为摇杆的转动支点，m点为曲柄的转动中心点，位于后轮的圆心位置。am为机架,ab为摇杆，bc为连杆，cm为曲柄。由此amcd组成了曲柄摇杆机构。 (1)在某些曲柄摇杆机构中，往往是空行程比工作行程快一些，即前者占用的时间比后者少，借以提高工作效率。这种工作特性称为急回特性，某些时候应用这些特性，具有转动平稳，制造简便等优点。然而在此，自行车的传动机构若具有急回特性的话不但没有它所具有的优点，相反，带来的是比较大的缺点。当此处的曲柄摇杆有急回特性时，脚蹬行程和返回行程速度不同，时间不同，因此使得两腿上下运动时速度不一，发力不均，极为不便，并影响美观。 为了解决这种急回特性，采用正置曲柄摇杆机构。正置曲柄摇杆机构是一种曲柄摇杆机构的特例，如图3-2所示，当摇杆处于两极限位置时，它与连杆ABOBB 的铰接点和的连线通过曲柄的轴心，L,L,L,L分别为各个构件BOABO123012AA 7 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) 的长度。 在和中分别有 ,OOB,OOBAB1AB2 222222(L,L)，L,LL，L，L,L，，21032103= COS，BOO,1AB，，，，2LL,L2LL,L021021 经化简后得 2222 L，L,L，L 1023 此即为正置曲柄摇杆机构的条件。显然，在该机构中，摇杆往返两个行程，曲柄 ?，无急回特性，其行程变化系数K,1。 相应的转角均为180 图3-2正置曲柄摇杆机构简图 而曲柄摇杆自行车采用正置曲柄摇杆机构时，即保证图3-1中b，b'，m三点共线。 (2)为了顺应人体结构，使人腿部发力最优化，选取摇杆的最大摆角接近于45?，即选取如图所示ad与ma的延长线形成45?角。根据实际经验可知，自行车行进过程中b点有最低点，应该保证b点在最低点避免触地。因此，如图aob中，有 ao25 ab,,,35.35cm,cos，oabcos45 取am最优为35cm。假设ab?bm时相交于b1点，则此时有 8 青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计(论文) abab,11cos22.50.924 ,,,35am ?，即ab>32.34cm ab,0.924，35,32.34cm1 根据计算并结合理论得知，若保证b，b1，m共线，则有 32.34 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 的撰写、论文的书写到图纸的绘制，都给我亲切的关怀。在设计遇到瓶颈时，也是老师强硬的态度，扭转了我浮躁的心情，最终完成了设计内容。感谢同学们对我的帮助，在实习和设计的过程中他们给了我很多的帮助。由于设计内容广、计算量大，在做设计时，同学们给了我巨大的支持～论文完成过程中，同学们互相鼓励，探讨论文，互相帮助，其乐融融。 经过几个月的努力，经历了很多难点，最终完成了设计，对我来说，是对我的慰藉，也是对我付出努力的回报。付出的劳动和汗水总之没有浪费。收获很多。我懂得了什么叫做持之以恒，什么叫做困境重生，什么叫做天道酬勤。但在整个过程中我也发现了自己的不足，我希望将来通过不断地学习，使自己变得更加优秀，贡献社会。 鉴于自己的知识水平有限，设计中难免存在缺点和不足，敬请广大老师和同学们以及读者批评指正，提出宝贵意见，以便从中汲取经验教训，加以完善。 24