機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）兒童自行車結(jié)構(gòu)設(shè)計（全套圖紙）

1、摘要 本文主要針對童車產(chǎn)品領(lǐng)域，以兒童車為主要論述和設(shè)計對象。通過搜索資料，調(diào)查研究，以嬰幼兒為出發(fā)點(diǎn)探索兒童車各方面的特性，從尺度、功能、色彩、材質(zhì)等方面總結(jié)出產(chǎn)品的特性以及產(chǎn)品的設(shè)計要素。通過總結(jié)，提出了兒童車成為幫助寶寶健康成長和提高寶寶智力的好幫手。認(rèn)為應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前兒童車所產(chǎn)生的社會輿論，改變學(xué)步車的形式，設(shè)計消費(fèi)者更加喜愛，更加人性化的兒童車產(chǎn)品。 本文研究主要包括以下四個方面的內(nèi)容：第一部分介紹了著名兒童用品公司的發(fā)展。第二部分介紹了兒童車的發(fā)展史以及一些關(guān)于選購的指南。第三部分對兒童車的調(diào)研分析研究和發(fā)展趨勢。第四部分通過調(diào)研總結(jié)，開始設(shè)計兒童車的一系列過程和成果。 關(guān)鍵詞：兒童

2、、可拆卸、人性化設(shè)計，人機(jī)設(shè)計摘要 . 第一章 緒論 . （一）、兒童車的背景與需求 . （二）、市場分析 . .第二章 設(shè)計方案的確定 . （一）、創(chuàng)新來源 . （二）、主要技術(shù)要求 . （三）、研究方法 . （四）、設(shè)計過程 .（五）、親子車的功能 .第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計 . （一）、結(jié)構(gòu)分析 . 1、設(shè)計中的不同點(diǎn) . 2、車的折疊過程 . （二） 關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu) . 1、組合機(jī)構(gòu) . 2、前身下部結(jié)構(gòu) . 3、車身與鞍座結(jié)構(gòu) . 4、傳動機(jī)構(gòu) .第五章 受力分析 .第六章 總結(jié) . 參考文獻(xiàn) . 第一章 緒論兒童自行車是兒童車之中的一大門類，兒童車包括兒童自行車、兒童推車、嬰兒學(xué)步車、兒童三輪車

3、四大類。兒童自行車適用兒童的年齡范圍是48歲，選購時結(jié)合兒童的年齡和身材高矮，選擇合適的尺寸，即鞍座高度在435635mm范圍內(nèi)的自行車，選購車輛時要注意手閘的閘把尺寸。尺寸過大，剎車時孩子就握不緊手閘，也就剎不住車。所以選購時最好帶孩子一起去試一試。另外制動力不得小于50n。否則車輛就會剎不住，給小孩帶來危害。兒童自行車還配有保護(hù)輪（平衡輪），它能使騎車者保持平衡，因此選購時要注意是否配齊（左右各一只），使用時不要隨意拆除，家長在選購和使用時務(wù)必要考慮這一點(diǎn)。兒童自行車的鏈罩是必不可少的，鞍座最高高度等于或大于560mm的兒童自行車應(yīng)裝一只盤鏈罩或其它防護(hù)裝置以遮住鏈條和鏈輪上嚙合部的外表面

4、，當(dāng)鏈條全部嚙合在鏈輪上時，盤鏈罩應(yīng)在直徑方向上超出鏈條的外側(cè)面，不用盤鏈罩而用其它防護(hù)裝置的，則遮 住范圍應(yīng)延至鏈輪齒初始進(jìn)入鏈條兩側(cè)片的那一點(diǎn)起沿鏈條量到至少25mm處。鞍座最高高度低于560mm的兒童自行車應(yīng)裝有一只鏈罩，它要完成遮住鏈條、鏈輪和飛輪的外表面和邊沿，還要遮住鏈輪以及鏈條和鏈輪嚙合處的內(nèi)表面，以防小孩手指伸入其中受到傷害。因?yàn)閮和孕熊嚥粚儆谟糜诠飞向T行的，因此在使用時必須要在成人監(jiān)護(hù)下使用，切切不可在公路上騎行。（一）、兒童車的背景與需求兒童自行車的現(xiàn)狀 兒童自行車的需求狀況。 現(xiàn)在社會是一個競爭的社會，兒童自行車的需求狀況。 現(xiàn)在社會是一個競爭的社會，很多家長對孩子的

5、 培養(yǎng)極其重視，有很多家庭是獨(dú)生子女，家長對兒童的教育， 培養(yǎng)極其重視，有很多家庭是獨(dú)生子女，家長對兒童的教育，成長狀況尤為重 視，所以一般家庭都會在孩子需要的時候給小孩買一輛兒童自行車，一方面可 所以一般家庭都會在孩子需要的時候給小孩買一輛兒童自行車， 以培養(yǎng)小孩的獨(dú)立能力，另一方面可以讓小孩鍛煉身體。目前， 以培養(yǎng)小孩的獨(dú)立能力，另一方面可以讓小孩鍛煉身體。目前，兒童自行車的 市場比較廣，基本上各個階層的家庭都能夠負(fù)擔(dān)得起。 市場比較廣， 基本上各個階層的家庭都能夠負(fù)擔(dān)得起。 兒童自行車的銷售狀況。 兒童自行車由于其使用對象的特殊性，兒童自行車的銷售狀況。 兒童自行車由于其使用對象的特殊性

6、，所以小城 鎮(zhèn)和農(nóng)村相對使用量較小，大部分的銷售額集中在大中城市， 鎮(zhèn)和農(nóng)村相對使用量較小，大部分的銷售額集中在大中城市，銷售目標(biāo)主要是 大中城市，通過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)， 大中城市，通過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)，在西安市不管各個大超市還是兒童自行車的 銷售點(diǎn)，銷售商的生意都不錯，銷售量相當(dāng)可觀，由此可見， 銷售點(diǎn)，銷售商的生意都不錯，銷售量相當(dāng)可觀，由此可見，目前自行車相當(dāng) 有市場前景。 有市場前景。 市場上銷售的兒童自行車的類型。 市場上銷售的兒童自行車的類型。 通過我們在網(wǎng)上和市場上查找了的一些 資料顯示， 現(xiàn)在國內(nèi)比較熱銷的幾種型號的產(chǎn)品主要有： 好孩子牌兒童自行車， 資料顯示， 現(xiàn)在國內(nèi)比較熱銷的

7、幾種型號的產(chǎn)品主要有： 好孩子牌兒童自行車， 孩子樂牌兒童自行車，上海智多星牌兒童自行車，新潮牌兒童自行車， 孩子樂牌兒童自行車，上海智多星牌兒童自行車，新潮牌兒童自行車，森夏牌 兒童自行車，好來喜兒童自行車，新中華牌兒童自行車，依舟普通兒童自行車， 兒童自行車，好來喜兒童自行車，新中華牌兒童自行車，依舟普通兒童自行車， 永久藍(lán)貓兒童自行車，都市貝貝兒童自行車，等十幾種兒童自行車。每種童車 永久藍(lán)貓兒童自行車，都市貝貝兒童自行車，等十幾種兒童自行車。 根據(jù)輪子直徑的不同主要分為十二寸 十四寸，十六寸，十八寸， 根據(jù)輪子直徑的不同主要分為十二寸，十四寸，十六寸，十八寸，二十寸五種 規(guī)格，適合不同

8、年齡段的兒童。 規(guī)格，適合不同年齡段的兒童。 市場上銷售的兒童自行車的性能。市場上銷售的兒童自行車的性能。 目前兒童自行車基本上具備成人自行車 的大部分功能，同時還添加了一些吸引兒童的創(chuàng)新點(diǎn)， 的大部分功能，同時還添加了一些吸引兒童的創(chuàng)新點(diǎn)，在色彩以及形狀等方面 進(jìn)行了一些改進(jìn)，基本上可以滿足兒童的需求。市場上見到的童車一般都安裝 進(jìn)行了一些改進(jìn)，基本上可以滿足兒童的需求。 了前后剎車，防水車鈴，前置購物網(wǎng)籃，后置超大工具箱， 了前后剎車，防水車鈴，前置購物網(wǎng)籃，后置超大工具箱，后輪均配置了安全 附輪等，以適應(yīng)初學(xué)的兒童，有的童車還配有避震裝置，以滿足舒適度的要求。 附輪等，以適應(yīng)初學(xué)的兒童，

9、有的童車還配有避震裝置，以滿足舒適度的要求。（二）、市場分析兒童自行車的市場價格。 兒童自行車的市場價格根據(jù)尺寸的大小和質(zhì)量的 好壞價格也不盡相同。 好壞價格也不盡相同。市場上見到的童車價格范圍一般為 120 400 元，其 中 120 200 元之間的車子屬低檔次， 200 300 元之間的屬中檔次， 元之間的車子屬低檔次， 元之間的屬中檔次， 元之間的屬高檔次的車子。 300 400 元之間的屬高檔次的車子。 3 6. 消費(fèi)者所能接受的兒童自行車的價格。 大部分消費(fèi)者所能接受的市場價格 消費(fèi)者所能接受的兒童自行車的價格。 元之間。 在 200 400 元之間。 分析原因：主要是由童車的性價

10、比所決定： 分析原因：主要是由童車的性價比所決定： 120 200 元范圍內(nèi)的童車質(zhì)量 不是很有保證，外形及結(jié)構(gòu)也不是很吸引兒童及家長的眼球， 不是很有保證，外形及結(jié)構(gòu)也不是很吸引兒童及家長的眼球， 200 400 元 范圍內(nèi)的童車質(zhì)量一般差不多并且價格也可接受， 范圍內(nèi)的童車質(zhì)量一般差不多并且價格也可接受， 400 元以上的童車質(zhì)量沒 問題但價格有點(diǎn)高，由于童車適用于一定年齡段的兒童，小孩可能騎不了多久 問題但價格有點(diǎn)高， 由于童車適用于一定年齡段的兒童， 就擱置起來，性價比顯然不是太高， 就擱置起來，性價比顯然不是太高，雖然有一定市場但是在市場上不是很占優(yōu) 勢。 總結(jié)上述可得： 元之間的童

11、車最具有優(yōu)勢。 總結(jié)上述可得： 200 400 元之間的童車最具有優(yōu)勢。 市場上的兒童自行車存在的問題 通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)市場上銷售的童車存在的主要問題是安全問題。調(diào)查結(jié)果顯示， 通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)市場上銷售的童車存在的主要問題是安全問題。調(diào)查結(jié)果顯示， 大型超市、商場所銷售的童車比較講求品質(zhì)，但價格也普遍偏高， 大型超市、商場所銷售的童車比較講求品質(zhì)，但價格也普遍偏高，而市場攤位 出售的童車，價格比商場低，但質(zhì)量不敢讓人恭維。對于童車安全要求， 出售的童車，價格比商場低，但質(zhì)量不敢讓人恭維。對于童車安全要求，國家 有關(guān)方面在年制定了 標(biāo)準(zhǔn)“ 標(biāo)準(zhǔn) 有關(guān)方面在 年制定了 gb 標(biāo)準(zhǔn) “ 童車安全要 求”

12、但是有些童車達(dá)不到這些標(biāo)準(zhǔn)，主要存在以下幾方面的問題： 1 ）有 。但是有些童車達(dá)不到這些標(biāo)準(zhǔn)，主要存在以下幾方面的問題： （ 些兒童自行車的剎車閘把同手柄之間，閘把尺寸過大，孩子就握不緊，也就剎 些兒童自行車的剎車閘把同手柄之間，閘把尺寸過大， 孩子就握不緊， 不住車子，下坡的時候不夠安全； （ 兒童自行車的鏈條沒有全鏈盒罩住， 不住車子，下坡的時候不夠安全； 2 ）兒童自行車的鏈條沒有全鏈盒罩住， 容易把手指夾??； （ 剎車太緊小孩子的握力不夠；車子的平衡性有問題等。 容易把手指夾??； 3 ）剎車太緊小孩子的握力不夠；車子的平衡性有問題等。 兒童自行車的安全隱患已成人們普遍關(guān)注的問題。 兒

13、童自行車的安全隱患已成人們普遍關(guān)注的問題。 總結(jié) 通過對兒童自行車的市場調(diào)研， 通過對兒童自行車的市場調(diào)研， 我們得出以下結(jié)論： 我們得出以下結(jié)論： 兒童自行車的市場比較大； 兒童自行車的市場比較大； 市場上的童車性能基本上能滿足兒童的需求； 元價格范圍內(nèi)的童 市場上的童車性能基本上能滿足兒童的需求； 200 400 元價格范圍內(nèi)的童 4 車由于其高性價比占的市場份額比較大；太復(fù)雜的功能對兒童這個特殊的消費(fèi) 車由于其高性價比占的市場份額比較大； 群體沒有多大的意義，童車質(zhì)量對其市場占有率將有很大的影響。 群體沒有多大的意義，童車質(zhì)量對其市場占有率將有很大的影響。第二章 設(shè)計方案的確定（一）、創(chuàng)

14、新來源本設(shè)計主要是在現(xiàn)有的折疊自行車的基礎(chǔ)上作出改良與創(chuàng)新。設(shè)計出可折疊式親子自行車。設(shè)計初衷是希望能讓大人跟小孩一起游樂，更能保護(hù)小孩的安全，現(xiàn)有的折疊自行車折疊后的體積都比較大，所以要首先在合理的構(gòu)造的前提下思考如何在減少折疊后的體積這一點(diǎn)上下手，不只是簡單的的直線伸縮，還利用各種的機(jī)構(gòu)，在傳統(tǒng)的載人自行車的基礎(chǔ)上去掉了后座，這樣子就能夠更加擴(kuò)大節(jié)省材料和體積的可能性，為我們的創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)造更大的思維空間。本設(shè)計在結(jié)構(gòu)上做了很大程度上的改進(jìn)，外形也有了很大的突破。折疊后比以往的設(shè)計體積更小，折疊方式更方便，重量更輕。 然后大人的單車與小孩的單車又能快速組合與分離。（二）、主要技術(shù)要求1、采用

15、現(xiàn)代設(shè)計方法完成各部分的設(shè)計； 2、使用該設(shè)備能實(shí)現(xiàn)展開后安全正常行使，折疊后便于攜帶等功能， 3、要求總體結(jié)構(gòu)尺寸最小化，關(guān)鍵零部件強(qiáng)度、剛度足夠； 4、動作安全可靠，工作時運(yùn)動平穩(wěn)； 5、親子車可快速組合與分離。 6、主要技術(shù)參數(shù) 最大展開尺寸：1284.67*550*1180.76 傳動比：腳踏一圈與車輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)之比，1:4 最小折疊尺寸：750*450*800 最大承重：100kg 最高時速：40km/h 設(shè)計重量：7.5kg 剎車線：1.5mm不銹鋼（固定螺釘設(shè)計，取消圓孔下部的螺紋，不銹鋼材料。強(qiáng)度增加一倍）。 車輪直徑：12寸（外胎310毫米）與16寸（外胎400毫米）（三）、研

16、究方法設(shè)計這一折疊自行車可以從查閱現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料中對現(xiàn)有自行車的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了解分析，理解現(xiàn)有折疊自行車工作原理及運(yùn)轉(zhuǎn)方式。 對研發(fā)部所提供的自行車實(shí)物盡心觀察，分析各零部件的功能以及尺寸。 借鑒優(yōu)良的設(shè)計，把已掌握的基本機(jī)械設(shè)計知識運(yùn)用到折疊自行車的設(shè)計與創(chuàng)新中去。 理論與實(shí)際相結(jié)合，不一味的尋求另類和創(chuàng)新，決定設(shè)計成可拆裝親子車。（四）、設(shè)計過程通過觀察市場上的折疊自行車與兒童車在一般的折疊自行車設(shè)計中發(fā)現(xiàn)其中存在的問題有：折疊之后占用空間大和車身重量比較重，這樣設(shè)計只在名義上做到折疊，實(shí)際折疊之后占用的空間減小量不大，自行車車的重量卻與非折疊式自行車的重量差不多，有的設(shè)計選用的材料強(qiáng)度好但比

17、較稀有加上零部件采用非標(biāo)準(zhǔn)件，價格便不是一般人能接受的，以及有些折疊自行車雖然結(jié)構(gòu)精巧，但是，由于傳動部件也隨車身的要求而縮小，傳動比小，給使用者帶來很大的麻煩。所以此類設(shè)計只達(dá)到美觀以及方便運(yùn)輸?shù)哪康?，而沒有達(dá)到大眾化且攜帶方便使用輕松的目的。針對這些問題，我們找到目前折疊自行車設(shè)計中的可以改善的空間。而親子車在市場上就更少了，所以研究設(shè)計親子單車還是有一定的市場的，現(xiàn)在主要就是如何在折疊單車上改進(jìn)使得2輛可以快速組合與分離，這是本課題設(shè)計的重點(diǎn)所在。（五）、親子車的功能1.可以是獨(dú)立的單車2.可以組合成為親子車3.可以在中間放個菜籃子親子一起去購買買菜4.可以在中間放個貨架變成了小型貨車5

18、.可以一個人騎，也可以2個人一起騎6.后座采用高彈性材料，使后座變得更加舒適第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計（一）、結(jié)構(gòu)分析 1、車身設(shè)計：本設(shè)計最大賣點(diǎn)在于能將2輛單車組合起來變成親子車，也可以將他們分開成獨(dú)立的單車。這樣無論是賣點(diǎn)還是實(shí)用性都很強(qiáng)。本車分大單車和小單車,小單車采用12寸的車輪，大單車采用16寸的車輪。（二） 關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)1、組合機(jī)構(gòu)2、前身下部結(jié)構(gòu)3、車身與鞍座結(jié)構(gòu)4、傳動機(jī)構(gòu)五.受力分析5.1、人一自行車系統(tǒng) 組成自行車的功能是供人騎行，就發(fā)揮自行車的功能作用而言，把人看作自行車的組成部分是完全合理的。因此，人在騎車時組成了人一車系統(tǒng)，該人一車系統(tǒng)中的人一車界面關(guān)系可由圖1-1來進(jìn)行分析。

19、1人與支撐部件關(guān)系 圖1-1人-車界面關(guān)系 支撐部件主要有車架、前叉、鞍座和車把等，是自行車的構(gòu)架。支撐部分將其他零部件固定在相互間正確的位置上，保證自行車的整體性，實(shí)現(xiàn)自行車的功能。從人機(jī)關(guān)系來看，鞍座、車把和車架等的位置和大小，以及它們間的相互關(guān)系，與騎車人的位置和肌肉的動作有著性的設(shè)計參數(shù)。 2人與動力接受部件關(guān)系 動力接受部件主要是腳蹬和曲柄。動力是靠騎車人的雙腳踩在腳蹬上，下肢運(yùn)動的力使曲柄轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的。為了使人省力和有舒適感，必須在騎自行車人的體格和體力與自行車元件的尺寸關(guān)系上下功夫，即研究人體下肢肌肉的收縮運(yùn)動與曲柄轉(zhuǎn)動之間的能量轉(zhuǎn)換問題。3 人與傳動部件關(guān)系 傳動部件主要是滾珠

20、、鏈條和鏈輪。人的作用力是通過鏈條和鏈輪傳動而帶動后輪轉(zhuǎn)動，從而使自行車前移。傳動部分的設(shè)計關(guān)鍵是要有較高的傳動效率和可靠性，且有易操縱的變速機(jī)構(gòu)。保證較高的傳動效率，才能使人用一定的肌力而獲得較大的輸出功率。4 人與工作部件關(guān)系 工作部件就是車輪，即車圈、輪胎等。絕大部分輪胎是充氣的，少數(shù)是實(shí)心的。車輪一方面把騎車人的肌肉力量，有效地轉(zhuǎn)換為同地面接觸而向前運(yùn)動的力；另一方面將騎車人的握力轉(zhuǎn)換為與接地部分所產(chǎn)生的剎車阻力。在設(shè)計自行車的各部分尺寸、車閘及變速器等時，應(yīng)該著眼于騎車人一動力一傳動一工作的連貫性，才可能設(shè)計出同騎車人手的大小或握力相適應(yīng)的閘把、剎車力適當(dāng)?shù)能囬l，才不會發(fā)生剎車阻力不

21、夠而造成失誤現(xiàn)象。5.2、影響自行車性能的人體因素 影響自行車性能的人體因素很多，如圖1-2 所示?，F(xiàn)主要分析下述幾點(diǎn)：1人的體格因素以身高 h 為基本因素，其他身體的能力與 h 成比例，并有與h2、 h3成比例的特性。如手臂、腿、氣管等的長度與身高成比例，從而以骨關(guān)節(jié)為中心所產(chǎn)生的力矩、步幅等，都取決于h的大小。肌肉、大動脈、骨骼的截面積以及肺泡的表面積等都可看成與 h2成比例。肺活量、血液量、心臟容量等都可看成與 h3成比例。體格對出力性能的影響，從理論上講，彈跳能力與h成比例，速度能力與 h2成比例，作功能力和 h3成比例。但實(shí)際上因每個人身體素質(zhì)不同，常有20以上的偏差。2人的下肢肌力

22、自行車騎行的原動力，主要是騎車人的下肢肌力。人騎車時，骨骼肌肉內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為肌肉收縮的機(jī)械能。自行車腳蹬的轉(zhuǎn)動就是通過腿肌收縮出力而完成的，一般說腿肌長的人比腿肌短的人有利。肌肉收縮時產(chǎn)生的力，一般與肌肉的截面積成比例，約為每平方厘米40-50n ，通過一定訓(xùn)練的人可提高到65n 。 圖1-2 影響自行車性能的人體因素 3人的輸出功率人輸出的功率隨著騎車人的體格、體力、騎車姿勢、持續(xù)時間和速比等的變化而變化。一般成年男人的最大輸出功率約為 0.7 馬力（ 0.51 kw ) ，能持續(xù) 10s左右。如果持續(xù)時間長，其值要小得多，持續(xù) lh，大約只有 1.0-0.7馬力（0.07-0.15kw）。 4人的腳踏速度自行車運(yùn)動是很有節(jié)奏