新型折疊自行車(chē)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(共54頁(yè))

1、攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）新型折疊自行車(chē)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 馮立波 學(xué)生學(xué)號(hào)： 201210601026 院（系）： 機(jī)械工程學(xué)院 年級(jí)專(zhuān)業(yè)： 2012級(jí)機(jī)制一班 指導(dǎo)教師： 陳永強(qiáng) 副教授二一六年五月摘 要一般折疊車(chē)有著車(chē)架折疊關(guān)節(jié)、立管折疊關(guān)節(jié)等結(jié)構(gòu)構(gòu)成。通過(guò)車(chē)架折疊，將前后對(duì)折在一起，可減少一半左右的長(zhǎng)度。整車(chē)在折疊后體積小巧便于攜帶。在折疊的過(guò)程中也不需要借助外來(lái)工具，可手動(dòng)將車(chē)折疊展開(kāi)。在折疊后通過(guò)座桿做為支撐點(diǎn)以使折疊后能立穩(wěn)。本文將介紹的折疊購(gòu)物自行車(chē)，是一款可以折疊成為購(gòu)物車(chē)的輕便型自行車(chē)，可以實(shí)現(xiàn)向左右兩個(gè)方向的折疊，本款折疊自行車(chē)新增了其特有的折疊卡扣形式，使自行車(chē)折疊較傳

2、統(tǒng)折疊自行車(chē)更加簡(jiǎn)單易用，老少皆會(huì)操作。它主要為了交通、購(gòu)物帶來(lái)了更多的便利，隨著如今消費(fèi)水平的提高，人民購(gòu)物頻繁且多樣，超市購(gòu)物車(chē)無(wú)法帶回家，所以便攜式折疊購(gòu)物車(chē)影起了社會(huì)上更多的人關(guān)注，M型便攜式折疊購(gòu)物的特點(diǎn)是：便攜式折疊購(gòu)物采用的是一種全新的折疊卡扣方式，可以輕松折疊或打開(kāi)。折疊或打開(kāi)速度最快。折疊后可以像購(gòu)物車(chē)那樣推行、載貨。騎行安全靠。整車(chē)重量輕。  關(guān)鍵詞 自行車(chē)，同步帶輪，折疊，購(gòu)物ABSTRACTGenerally, a Folding Bike consists of the joints of frame folding and the joints

3、of vertical pipe folding. Through the folio in front and back, the lengths half approximately half will be reduced easily, that is to say, its more convenient for people to take along it anywhere after folded. In addition, it doesnt need any tools when folding and anyone can unfold it easily. The mo

4、st important is this Folding Bikes still can be stable, as it is on the foundation of seat post, its supporting point.The paper mainly introduces the Folding Shopping Bike, which is a kind of bicycle that can become the portable shopping cart after folded. The priority for this Folding Shopping Bike

5、 is its unique folding snap joint assemblies, making it more convenient for people including the old and children to operate it compared with the traditional one.This kind of Folding Shopping Bike brings more convenience in traffic and shopping to people around the world. With the rapid improvement

6、of the consumption level, people go to the different kinds of supermarkets more frequently and they are willing to purchase more goods, so its inconvenient for people to use the traditional shopping carts to take these goods home. Therefore, more people in the world pay much more attention to the po

7、rtable folding shopping carts. The characteristics of it are as follows. First, it adopts the folding snap joints assemblies, making it easier to fold and unfold. Second, people can fold and unfold it in a very fast speed. Third, it can carry on heavier cargos and it can be pushed forward just like

8、the shopping carts in supermarkets. Forth, it is much safer and much more practical.Key words bike，folding，synchronous pulley，shopping carts目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論31.1概述31.2自行車(chē)的研究現(xiàn)狀41.3課題研究的目的及意義61.4本課題主要研究?jī)?nèi)容61.5自行車(chē)材料探究62 傳統(tǒng)折疊自行車(chē)介紹82.1折疊自行車(chē)的起源82.2折疊自行車(chē)的折疊方式92.3自行車(chē)的保養(yǎng)103 折疊購(gòu)物自行車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成123.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)123.2組成1

9、23.3部件124 折疊購(gòu)物自行車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.1方案的對(duì)比與車(chē)梁結(jié)構(gòu)形式的確定144.2 整體車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)164.2.1 人一自行車(chē)系統(tǒng) 164.2.2 影響自行車(chē)性能的人體因素174.2.3 折疊購(gòu)物自行車(chē)折疊設(shè)計(jì)184.2.4大梁折疊扣設(shè)計(jì)194.3滾子鏈輪的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194.3.1輸入功率的計(jì)算194.3.2 鏈輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)204.4折疊銷(xiāo)釘卡扣結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)234.4.1 卡扣的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)234.4.2 銷(xiāo)軸的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)244.5車(chē)梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)及計(jì)算264.5.1前車(chē)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)264.5.2后車(chē)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)294.6車(chē)梁強(qiáng)度的計(jì)算334.7剎車(chē)裝置的設(shè)計(jì)354.7.1剎車(chē)

10、的作用354.7.2剎車(chē)裝置的分類(lèi)和區(qū)別364.7.3剎車(chē)裝置的設(shè)計(jì)38參考文獻(xiàn)40致 謝411 緒論1.1概述 自行車(chē)發(fā)明至今已有200多年的歷史。今天，自行車(chē)作為交通代步、鍛煉身體、越野旅游、運(yùn)動(dòng)比賽以及少量貨物運(yùn)送工具，已遍及到世界的每個(gè)角落。但它的發(fā)明和改進(jìn)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而復(fù)雜的歷史過(guò)程。早在1642年，意大利一位櫥窗設(shè)計(jì)師便在他所設(shè)計(jì)的羅馬教堂的彩色玻璃上，繪制了自行車(chē)的雛型圖案。甚至就連大名鼎鼎的達(dá)芬奇與他的學(xué)生也研究和設(shè)計(jì)過(guò)自行車(chē)。但是直到1885年使用橡膠制造出自行車(chē)的充氣輪胎。才基本奠定了現(xiàn)代自行車(chē)的雛形。自行車(chē)的發(fā)展日新月異，從最原始的形式開(kāi)始，雖然在基本結(jié)構(gòu)上沒(méi)有質(zhì)的變化，但

11、是在其材料的選用、工藝的改良、理念的創(chuàng)新方面，還是有著許許多多的突破。時(shí)至今日，自行車(chē)已成為全世界人們使用最多，最簡(jiǎn)單，最實(shí)用的交通工具。這些技術(shù)的改進(jìn)、變化，也都是以人為本的。根據(jù)大眾的需要，使它更加的貼合我們的生活，使用更方便，輕巧、簡(jiǎn)單。基于以上目的我們?cè)O(shè)計(jì)了這個(gè)出門(mén)可以騎行,折疊后可以推著購(gòu)物的折疊自行車(chē)。你可以騎著自行車(chē)去超市購(gòu)物，到了超市后經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的幾步折疊操作，它便化身為一個(gè)推著走的購(gòu)物車(chē)，前后兩個(gè)籃子則可以放置你所需購(gòu)買(mǎi)的東西。購(gòu)物后，又可以將它騎回家了。 圖1.1 騎行狀態(tài) 圖1.2 折疊狀態(tài)1.2自行車(chē)的研究現(xiàn)狀 一、我國(guó)自行車(chē)發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)自行車(chē)產(chǎn)量、出口量均占世界總量的6

12、0%以上，國(guó)內(nèi)消費(fèi)量也居世界第一。產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)含量不斷提升，出口數(shù)量和價(jià)格穩(wěn)步提高。但是，品牌附加值不高、企業(yè)盈利狀況不理想以及國(guó)內(nèi)市場(chǎng)監(jiān)管不盡完善等因素嚴(yán)重制約自行車(chē)行業(yè)健康發(fā)展。（1）行業(yè)概況。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，2006年，我國(guó)自行車(chē)行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)881家，生產(chǎn)自行車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)共計(jì)6732.7萬(wàn)輛（據(jù)中國(guó)自行車(chē)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，目前，全國(guó)共有各類(lèi)規(guī)模自行車(chē)和零部件企業(yè)1000多家，電動(dòng)自行車(chē)企業(yè)1000多家。2006年，全國(guó)共生產(chǎn)自行車(chē)8500萬(wàn)輛，電動(dòng)自行車(chē)1950萬(wàn)輛），全年完成工業(yè)總產(chǎn)值518.3億元，銷(xiāo)售收入508.4億元，利潤(rùn)總額13.8億元，利稅總額21.7億元，吸納就業(yè)17.6

13、5萬(wàn)人。自行車(chē)及其零部件銷(xiāo)往176個(gè)國(guó)家（地區(qū)），其中，出口整車(chē)5600萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)4.5%，創(chuàng)匯18.9億美元，同比增長(zhǎng)7.8%；出口零部件11.1億美元，同比增長(zhǎng)16.4%。我國(guó)自行車(chē)行業(yè)已完全實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化運(yùn)作，規(guī)模以上企業(yè)各種所有制完成工業(yè)總產(chǎn)值及其占比情況依次為：外資企業(yè)（289.8億元，55.9%）、私營(yíng)企業(yè)（182.2億元，35.2%）、其他所有制企業(yè)（46.3億元，8.9%）。（2）行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行特點(diǎn)。 1）經(jīng)濟(jì)運(yùn)行態(tài)勢(shì)良好，產(chǎn)量、出口量、出口金額和平均出口價(jià)格均持續(xù)平穩(wěn)增長(zhǎng)。2007年一季度，規(guī)模以上企業(yè)共生產(chǎn)整車(chē)1546萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)9.4%，產(chǎn)銷(xiāo)率99.5%。完成工業(yè)總產(chǎn)值1

14、28.3億元，同比增長(zhǎng)13%。整車(chē)出口到144個(gè)國(guó)家（地區(qū)），合計(jì)1436萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)7.1%；出口金額5.57億美元，同比增長(zhǎng)13.3%；平均出口單價(jià)為38.8美元/輛，同比上漲5.8%。出口自行車(chē)零部件3.1億美元，同比增長(zhǎng)11.4%。2）行業(yè)專(zhuān)業(yè)化程度高，生產(chǎn)體系日趨完備。國(guó)內(nèi)各種鋼材、鋁合金、鈦合金等輕合金材料供應(yīng)充足，原材料加工成形、整車(chē)生產(chǎn)涂裝、各類(lèi)各檔次零部件的專(zhuān)業(yè)加工制造及配套齊備，已形成完整的生產(chǎn)體系。3）產(chǎn)業(yè)集聚化程度和效應(yīng)明顯，自行車(chē)企業(yè)主要集中在天津、江浙滬、廣東三大區(qū)域。2006年，各地自行車(chē)（含電動(dòng)自行車(chē)）產(chǎn)量及占總產(chǎn)量比重依次為：天津（4632萬(wàn)輛，44.3%）

15、、浙江（1839萬(wàn)輛，17.6%）、廣東（1668萬(wàn)輛，16%）、江蘇（1282萬(wàn)輛，12.3%）、上海（992萬(wàn)輛，9.5%），以上五省市合計(jì)占全國(guó)總產(chǎn)量的99.7%。4）產(chǎn)品技術(shù)含量和質(zhì)量檔次不斷提高。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本采用計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)，并充分考慮人體工程學(xué)。企業(yè)生產(chǎn)中使用鋁合金、鎂合金、鈦合金和碳纖維等新材料、新工藝的產(chǎn)品比例不斷提高，并在管理中運(yùn)用ERP等先進(jìn)管理軟件和理念，使得自行車(chē)產(chǎn)品技術(shù)含量和企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平不斷躍升。5）優(yōu)勢(shì)地位愈加明顯。目前，世界自行車(chē)年產(chǎn)量約為1.3億輛，年貿(mào)易量約為7500萬(wàn)輛，我國(guó)自行車(chē)產(chǎn)量、出口量均占世界總量60%以上，國(guó)內(nèi)消費(fèi)量也居世界第一，制造能力不斷

16、提高，由于早年自行車(chē)行業(yè)發(fā)達(dá)的美國(guó)、日本在結(jié)構(gòu)調(diào)整之后，已無(wú)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，中東、東盟自行車(chē)基礎(chǔ)薄弱，因此，與現(xiàn)有的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，我國(guó)自行車(chē)產(chǎn)業(yè)已具有較為有利的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 二、面臨的主要問(wèn)題（1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)亟待調(diào)整。1）行業(yè)集中度不夠高。主要表現(xiàn)在生產(chǎn)規(guī)模大的龍頭企業(yè)占全行業(yè)比重不高，年產(chǎn)量100萬(wàn)輛以上的企業(yè)數(shù)量?jī)H占企業(yè)總數(shù)的2%左右。2）專(zhuān)業(yè)化分工、產(chǎn)區(qū)集聚仍需繼續(xù)深化。以天津?yàn)槔?，眾多自行?chē)及零部件生產(chǎn)企業(yè)分散在不同城區(qū)。上海也是如此，生產(chǎn)鳳凰牌自行車(chē)的幾個(gè)分廠之間相距車(chē)程要幾個(gè)小時(shí)，物流、倉(cāng)儲(chǔ)、資源配置尚未達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)，有必要繼續(xù)發(fā)展相對(duì)集中的自行車(chē)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，進(jìn)一步細(xì)化分工。3）出口產(chǎn)品較為

17、單一，主要以代步車(chē)和小輪車(chē)（20英寸或以下）為主。2006年，代步車(chē)和小輪車(chē)（20英寸或以下）出口量占總出口量的68.2%，平均出口單價(jià)為27.7美元/輛，比整體出口平均單價(jià)低了5美元/輛。（2）行業(yè)缺少自有品牌。1）國(guó)內(nèi)市場(chǎng)知名品牌數(shù)量及其所占市場(chǎng)份額均較低。2006年，自行車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)整車(chē)企業(yè)均超過(guò)千家，但只有7家企業(yè)分別獲得“中國(guó)名牌”或“最具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力品牌”，同時(shí)，市場(chǎng)份額最高的企業(yè)也僅為7%左右。2）行業(yè)缺乏國(guó)際知名品牌，缺乏通暢渠道。自行車(chē)行業(yè)出口產(chǎn)品80%以上為國(guó)外定牌生產(chǎn)，其余不到20%的產(chǎn)品雖以自有品牌出口，但主要通過(guò)超市進(jìn)行銷(xiāo)售，產(chǎn)品以小輪車(chē)為主，很難提升檔次和附加值。（

18、3）行業(yè)盈利狀況不理想。1）國(guó)內(nèi)市場(chǎng)呈緩慢下滑趨勢(shì)。究其原因主要是國(guó)內(nèi)消費(fèi)以普通代步自行車(chē)為主，用于運(yùn)動(dòng)、休閑、競(jìng)技器材的中高檔自行車(chē)尚未普及，自行車(chē)環(huán)保、節(jié)能、健康的優(yōu)點(diǎn)也未得到充分宣傳；同時(shí)，近年來(lái)，社會(huì)上偷盜自行車(chē)的現(xiàn)象加劇，影響了國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)高技術(shù)含量、高附加值自行車(chē)產(chǎn)品的購(gòu)買(mǎi)。2）出口繼續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng)，但空間有限。國(guó)際市場(chǎng)貿(mào)易量長(zhǎng)期穩(wěn)定在7500萬(wàn)輛左右，我國(guó)2006年出口5600萬(wàn)輛，占全球75%。意大利、德國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等在高檔產(chǎn)品市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，而其他發(fā)展中國(guó)家，如越南、印度、孟加拉國(guó)等發(fā)展較快，在中低檔產(chǎn)品市場(chǎng)與我國(guó)同類(lèi)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈。3）行業(yè)平均利潤(rùn)僅為4%左右。面對(duì)激烈競(jìng)爭(zhēng)，在

19、無(wú)法發(fā)掘更深層的核心競(jìng)爭(zhēng)力之前，行業(yè)只能靠?jī)r(jià)格和數(shù)量擴(kuò)張取勝，不僅影響了自身利潤(rùn)和研發(fā)投入，而且增加了引發(fā)國(guó)際貿(mào)易糾紛的風(fēng)險(xiǎn)。（4）電動(dòng)自行車(chē)生產(chǎn)及相關(guān)交通管理亟待規(guī)范。目前，部分電動(dòng)自行車(chē)產(chǎn)品超速、超重以及模仿摩托車(chē)生產(chǎn)，不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。由于各地對(duì)電動(dòng)自行車(chē)上路管理規(guī)定不一，部分地區(qū)鼓勵(lì)發(fā)展和使用，而個(gè)別地區(qū)則嚴(yán)禁上路行駛，對(duì)電動(dòng)自行車(chē)的健康發(fā)展帶來(lái)一定的影響。1.3課題研究的目的及意義 目的：尋求一種折疊購(gòu)物自行車(chē)的發(fā)展模式，設(shè)計(jì)出一種能夠投入使用的新型自行車(chē)。 意義：改變現(xiàn)有的自行車(chē)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，改變自行車(chē)生產(chǎn)方式，進(jìn)而改變?nèi)藗兊纳钣^念以及思想及生活方式。1.4本課題主要研究?jī)?nèi)容

20、本次研究是針對(duì)自行車(chē)的折疊方式的改進(jìn)及折疊成購(gòu)物車(chē)形式的方案的設(shè)計(jì)。對(duì)于我們更好地理解機(jī)構(gòu)及其組成有著重要的意義。本次研究的最終目的，是希望本次設(shè)計(jì)的自行車(chē)能夠?qū)ξ磥?lái)產(chǎn)生一定的影響。1.5自行車(chē)材料探究目前，可以制造自行車(chē)車(chē)架的材料主要有以下幾種：鋼，鋁合金，鈦合金，鎂合金，鈧合金，碳纖維等等，一般市場(chǎng)上出現(xiàn)的車(chē)架主要有鋼，鋁合金，鈦合金，碳纖維。鈧合金和鎂合金是最近的新興材料，比較少見(jiàn)。鋁合金是目前最看好的材質(zhì)，在80年代初期就己經(jīng)開(kāi)始被大量運(yùn)用在自行車(chē)制造上，雖然鋁合金車(chē)架重量輕、延伸性相當(dāng)好，但應(yīng)力較集中，所以性能較差。近年來(lái)鋁合金材質(zhì)在車(chē)架上運(yùn)用了新技術(shù)，其中漸進(jìn)式抽管法最被看好，即分

21、數(shù)次將鋁材逐漸抽薄，減少重量而又不損失強(qiáng)度，消除了車(chē)架接縫處的潛在斷裂處。英國(guó)設(shè)計(jì)者Kirk Precision大膽地利用新型材料高純度鎂，通過(guò)鎂合金澆注成模方法，再結(jié)合高科技制造設(shè)備和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段，成功地將大規(guī)模制造的優(yōu)勢(shì)運(yùn)用到傳統(tǒng)手工制造的自行車(chē)行業(yè)中來(lái)，生產(chǎn)出比相同大小和重量的鋼管車(chē)架質(zhì)量更輕、剛度更高，性能更佳、動(dòng)感更強(qiáng)的合金管車(chē)架。欽合金在航空工業(yè)上普遍被運(yùn)用，同時(shí)也漸漸被自行車(chē)行業(yè)所注意。欽合金穩(wěn)定性高、不易氧化.強(qiáng)度高、抗腐蝕性好.吸震性也十分好，如此多的優(yōu)點(diǎn)和制造難度使得欽合金車(chē)架的價(jià)格一直十分昂貴.復(fù)合材料在運(yùn)動(dòng)器材方面蓬勃發(fā)展，加上制造技術(shù)漸趨成熟，引起有心人士投入復(fù)

22、合材料代替金屬的開(kāi)發(fā)。碳纖維是一種纖維補(bǔ)強(qiáng)的熱固樹(shù)脂，屬于非金屬材料，它重量輕、可塑性大、耐牢性卓越，防震性能好，與同質(zhì)量的金屬相比有更優(yōu)良的強(qiáng)度與剛硬度;將碳纖維管狀物與鋁合金接頭這兩種截然不同性能的物體以高分子接著劑膠合組成一體化成型車(chē)架，最適用于競(jìng)賽型的自行車(chē)。碳纖維自行車(chē)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r如下所述。80年代中期，意大利、法國(guó)、英國(guó)和美國(guó)利用復(fù)合材料和工程塑料方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì).相繼開(kāi)發(fā)成功了用碳纖維管和鋁合金接頭粘接成車(chē)架的碳纖維自行車(chē)。隨后，歐美等國(guó)對(duì)自行車(chē)進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助受力分析和強(qiáng)度計(jì)算，使計(jì)算機(jī)外形更符合人機(jī)工程學(xué)的要求，研制出碳纖維整體車(chē)架成型工藝。90年代初，國(guó)外廠商將粘接型和整體

23、性進(jìn)行混合技術(shù)，即用碳纖維管和多通接頭作“底”.外敷纏繞碳纖維層，使多通接管掩埋在里面，外部看起來(lái)似整體成型。以確保自行車(chē)的強(qiáng)度。 外胎采用軟邊胎，斷面較寬著地面積比較大，能適宜多種道路行駛。外胎上有花紋，可以增加與地面的摩擦力。2 傳統(tǒng)折疊自行車(chē)介紹2.1折疊自行車(chē)的起源自行車(chē)起源于歐洲。1790年：法國(guó)的伯爵（Comte de Sivrac）將兩個(gè)輪子裝在木馬上，人騎在上面用腳蹬地前行，稱(chēng)木馬輪。1816年：德國(guó)的馮德男爵（Baron Karl von Drais）發(fā)明有車(chē)把可控制方向的木輪車(chē)，當(dāng)年獲英國(guó)專(zhuān)利。1839年：蘇格蘭鐵匠（Kirkpatrick MacMillan）制成由曲柄連

24、桿結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)后輪的鐵制自行車(chē)。1861年：法國(guó)的米肖父子發(fā)明前輪大、后輪小，前輪上裝有曲柄和能轉(zhuǎn)動(dòng)的踏板的自行車(chē)，并于1867年在巴黎博覽會(huì)上展出。1874年：英國(guó)的勞森（H.J.Lawson）在自行車(chē)上采用了鏈條傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。1886年：英國(guó)的斯塔利（J.Starley）使用了和車(chē)閘，并將前后輪改為大小相同。1888年：英國(guó)的鄧洛普（John Boyd Dunlop）成功使用了充氣橡膠輪胎，自行車(chē)至此基本完善。 圖2.1 折疊自行車(chē)示例 折疊式自行車(chē)是英國(guó)人克萊夫.辛克萊爾的一項(xiàng)新發(fā)明，它一上市，就因構(gòu)思奇特、造型新穎、結(jié)構(gòu)緊湊、用料新奇（車(chē)架材料為經(jīng)熱處理的鋁和高強(qiáng)度玻璃纖維強(qiáng)化的高聚合物）而吸

25、引了眾多目光，因此，雖然價(jià)格不菲，很快就被搶購(gòu)。折疊式自行車(chē)的確是一種獨(dú)特、方便的交通工具，尤其適合作為幾公里至十幾公里距離的代步工具。這首先是因?yàn)樗鼣y帶方便，重僅15公斤，只需11秒種即可折疊或展開(kāi)，而且很容易地裝入一個(gè)旅行袋帶上汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)，下車(chē)或走出機(jī)場(chǎng)后，只需幾秒就可打開(kāi)，騎上完成最后的旅程。2.2折疊自行車(chē)的折疊方式 折疊自行車(chē)是一種帶腳踏的兩輪車(chē)輛，可以折疊或通過(guò)其他方式轉(zhuǎn)換成便攜的形狀、尺寸或包裝以便于存儲(chǔ)或運(yùn)輸。折疊自行車(chē)包括可拆卸自行車(chē)。（折疊自行車(chē)包括可拆卸自行車(chē)和不可拆卸自行車(chē)，部分折疊車(chē)還是電力驅(qū)動(dòng)的。）有些折疊車(chē)是電力驅(qū)動(dòng)的。在各個(gè)國(guó)家，折疊自行車(chē)在法律

26、意義上歸屬于自行車(chē)（或電動(dòng)車(chē)），必須符合所有相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)才能上路。一般折疊車(chē)有車(chē)架折疊關(guān)節(jié)和立管折疊關(guān)節(jié)構(gòu)成。通過(guò)車(chē)架折疊，將前后兩輪對(duì)折在一起，可減少45%左右的長(zhǎng)度。整車(chē)在折疊后可放入登機(jī)箱和折疊包內(nèi)，以及汽車(chē)的后備箱。在折疊的過(guò)程中也不需要借助外來(lái)工具，可手動(dòng)將車(chē)折疊展開(kāi)。在折疊后通過(guò)座桿做為支撐點(diǎn)以使折疊后能立穩(wěn)。折疊自行車(chē)攜帶、使用方便舒適，生產(chǎn)工藝成熟。目前市面上的折疊自行車(chē)都能實(shí)現(xiàn)折疊功能。常見(jiàn)的折疊自行車(chē)整車(chē)在折疊后體積小巧便于攜帶。在折疊的過(guò)程中也不需要借助外來(lái)工具，可手動(dòng)將車(chē)折疊展開(kāi)。在折疊后通過(guò)座桿做為支撐點(diǎn)以使折疊后能立穩(wěn)。但是這一功能并沒(méi)有被消費(fèi)者充分利用。原因在于市

27、面上常見(jiàn)折疊自行車(chē)的這個(gè)功能并不適用。生產(chǎn)折疊自行車(chē)的廠家雖然很多，但是產(chǎn)品類(lèi)型基本雷同，折疊方案大致為：折疊大梁，縮小體積，折疊把手所在的豎直桿，使用伸縮結(jié)構(gòu)將座椅支架縮短。但是這樣操作完成后的自行車(chē)已變成形狀扭曲混亂的一堆金屬管，失去了任何功能性和觀賞性。由于市面上的折疊自行車(chē)普遍采用鐵材或鋁合金，重量較大，所以即使完成折疊使整車(chē)體積變小，也沒(méi)有突出便攜式等特點(diǎn)。折疊自行車(chē)相對(duì)于普通自行車(chē)有更多的零部件，所以對(duì)折疊功能的棄置導(dǎo)致了很?chē)?yán)重的資源浪費(fèi)。雖然國(guó)外的折疊自行車(chē)功能相較我國(guó)先進(jìn)，但折疊自行車(chē)的優(yōu)勢(shì)沒(méi)能體現(xiàn)出來(lái)。自行車(chē)的材料主要有鋁質(zhì)和鋼質(zhì)，也有極少數(shù)使用鎂合金，更有極少數(shù)高檔產(chǎn)品使用

28、碳纖維材料。如果您經(jīng)常需要提著車(chē)子上下樓，建議您選用鋁質(zhì)車(chē)架的產(chǎn)品，這樣的車(chē)大多在10公斤左右，20寸的一般也不超過(guò)12.5公斤。不僅是重量輕，而且鋁質(zhì)車(chē)架產(chǎn)品的壽命也更長(zhǎng)，不用擔(dān)心生銹。當(dāng)然，不能只以重量作為唯一指標(biāo)，車(chē)架的強(qiáng)度不可忽略，有些廠家為了減少車(chē)重，他們是通過(guò)降低車(chē)架材料的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，難以保證車(chē)架具有足夠的強(qiáng)度。選車(chē)時(shí)最好騎上去試試，不僅可以感覺(jué)車(chē)架強(qiáng)度，而且可以測(cè)試整車(chē)的人體力學(xué)設(shè)計(jì)是否合理，好的設(shè)計(jì)可以保證騎行姿勢(shì)伸展，即使長(zhǎng)距離也不會(huì)疲勞。另外一方面，部分高級(jí)品牌的折疊自行車(chē)還有一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，就是可以在10到20秒內(nèi)，折疊成小巧的尺寸，這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在英國(guó)品牌Brompton伯龍騰身

29、上體現(xiàn)得尤為突出。獨(dú)特的折疊設(shè)計(jì)可以確保車(chē)燈、纜線等不受損壞，并且在折疊之后，可以放置進(jìn)相匹配的折疊包中，不用擔(dān)心鏈條與齒輪會(huì)弄臟衣服與行李袋。2.3自行車(chē)的保養(yǎng) 一、怎樣保護(hù)自行車(chē)?自行車(chē)上的電鍍層是鉻鍍層，不僅增加自行車(chē)美觀，還可延長(zhǎng)使用壽命，平時(shí)應(yīng)注意加以保護(hù)。（1） 經(jīng)常擦拭。一般說(shuō)來(lái)，每周宜擦拭1次，應(yīng)用棉紗或軟布把灰塵擦掉，再加些變壓器油或擦拭，如果遇上雨淋水泡時(shí)，應(yīng)及時(shí)用清水洗凈，擦干，再加點(diǎn)油。（2） 騎車(chē)不宜太快。平時(shí)，飛快的車(chē)輪會(huì)將地面上沙礫掀起，對(duì)車(chē)圈形成很大的沖擊力，使車(chē)圈受損。車(chē)圈嚴(yán)重的銹洞，大都是這種原因造成的。（3） 自行車(chē)電鍍層不能與食鹽、鹽酸之類(lèi)物質(zhì)接觸，也不

30、宜放在煤煙熏烤的地方。（4） 電鍍層如有銹跡可用少許牙膏輕輕拭去。自行車(chē)鍍鋅層如幅條等不要擦拭，因?yàn)楸砻嫔傻囊粚影祷疑膲A式碳酸鋅，能保護(hù)內(nèi)部金屬不受腐蝕。 二、怎樣延長(zhǎng)自行車(chē)的壽命?馬路的路面大都是中間高兩邊低，自行車(chē)行駛時(shí)，必須靠右側(cè)。因?yàn)?，輪胎的左?cè)常比右側(cè)磨損得厲害。同時(shí)，由于重心靠后，后輪一般比前輪磨損快。如果在新輪胎使用一段時(shí)間后，把前后輪胎調(diào)換使用，并調(diào)換左右方向，這樣便可延長(zhǎng)輪胎壽命。 三、怎樣保養(yǎng)自行車(chē)外胎?自行車(chē)外胎耐磨性好，承受負(fù)荷大。但是，使用不當(dāng)常常會(huì)加速磨損，出現(xiàn)龜裂、爆破等現(xiàn)象。平時(shí)，使用自行車(chē)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1） 充氣要適量。內(nèi)胎充氣不足造成的癟胎，不僅阻

31、力增大，騎車(chē)費(fèi)力，而且加大了車(chē)胎與地面摩擦面積，使外胎加速磨損折裂。充氣過(guò)足，加上日曬胎內(nèi)空氣膨脹，胎內(nèi)簾線容易被脹斷，會(huì)縮短使用壽命。因此，打氣要適量，寒冷天氣可足些，夏天要少些；前輪氣少些，后輪氣要足些。（2） 不要超載。各種外胎的側(cè)面都標(biāo)有它的最大載藏重量。如普通外胎最大載重量為100公斤，加重外胎最大載重量為150公斤。自行車(chē)裁人和車(chē)子本身重量是由前后兩個(gè)車(chē)胎分但的。前輪承受總重量的l/3，后輪為2/3。后衣架上載重幾乎全部壓在后胎上，超載過(guò)重，加大了車(chē)胎與地面摩擦，特別是由于胎側(cè)的橡膠厚度比胎冠(花紋處)要薄得多，經(jīng)常重載易變薄出現(xiàn)裂口，在胎肩處爆破。 四、自行車(chē)鏈條打滑處理法自行車(chē)

32、鏈條使用時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)滑牙的現(xiàn)象。這是由于鏈條孔的一端磨損造成的，如采用以下方法，可以解決滑牙問(wèn)題。由于鏈條孔有四個(gè)方向受摩擦，所以只要打開(kāi)接頭，翻個(gè)圈，把鏈條的內(nèi)圈變做外圈，受損的一面不直接同大小齒輪接觸，就不再打滑了。最后，自行車(chē)的發(fā)展方向是設(shè)計(jì)個(gè)性化、功能綜合化、自重輕量化、操縱方便化、款式多樣化，自行車(chē)系列產(chǎn)品將得到更迅速的發(fā)展，并形成高中低多檔次格局，各種自行車(chē)的研究已經(jīng)使得我國(guó)成為最具潛力取得世界領(lǐng)先水平的產(chǎn)品。自行車(chē)的設(shè)計(jì)形態(tài)巧妙、綠色環(huán)保，既能夠很好節(jié)省空間又滿足人們快節(jié)奏生活的需要，為未來(lái)理想短途交通工具。3 折疊購(gòu)物自行車(chē)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自行車(chē)的、購(gòu)物框、購(gòu)物小

33、輪等多個(gè)部件中，其基本部件缺一不可。其中，車(chē)架是自行車(chē)的骨架，它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點(diǎn)，大致可將其分為導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、剎車(chē)系統(tǒng)。導(dǎo)向系統(tǒng)：由、前叉、前輪等部件組成。乘騎者可以通過(guò)操縱車(chē)把來(lái)改變行駛方向并保持車(chē)身平衡。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：由、鏈條、小鏈輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過(guò)曲柄，大小鏈輪、鏈條、后軸等部件傳動(dòng)的，從而使自行車(chē)不斷前進(jìn)。折疊系統(tǒng)：包括折疊自行車(chē)的折疊器和自鎖裝置等。折疊關(guān)節(jié)是上最關(guān)鍵的部位，它承受來(lái)自各個(gè)方面的壓力，所以它一定要非常堅(jiān)固，同時(shí)又要操作簡(jiǎn)便,外觀有藝術(shù)美感。其他裝置：根據(jù)需要，還可增加一些附件，如支架、衣架、保險(xiǎn)叉、氣筒等。另外，裝

34、有變速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)車(chē)、競(jìng)賽車(chē)、山地車(chē)等還裝有變速控制器和前后撥鏈器等。3.2組成（1） 車(chē)體部分：包括車(chē)架、車(chē)把、鞍座和前叉合件等，是自行車(chē)的主體。傳動(dòng)部分包括腳蹬、曲柄、同步帶輪、同步帶、中軸等，由人力踩動(dòng)腳蹬，通過(guò)以上傳動(dòng)件帶動(dòng)車(chē)輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)車(chē)前行。（2） 行動(dòng)部分：即前后車(chē)輪、包括前后軸部件、車(chē)圈、輪胎等。3.3部件（1） 車(chē)架部件是構(gòu)成自行車(chē)的基本結(jié)構(gòu)體，也是自行車(chē)的骨架和主體，其他部件也都是直接或間接安裝在車(chē)架上的。車(chē)架部件的結(jié)構(gòu)形式有很多，但總體可以分為兩大類(lèi)：即男式車(chē)架和女式車(chē)架。由于自行車(chē)是依靠人體自身的驅(qū)動(dòng)力和騎車(chē)技能而行駛的，車(chē)架便成為承受自行車(chē)在行駛中所產(chǎn)生的沖擊載荷以及能否

35、舒適、安全地運(yùn)載人體的重要結(jié)構(gòu)體，車(chē)架部件制造精度的優(yōu)劣，將直接影響乘騎的安全、平穩(wěn)、和輕快。（2） 外胎：分軟邊胎和硬邊胎兩種。軟邊胎斷面較寬，能全部裹住內(nèi)胎，著地面積比較大，能適宜多種道路行駛。硬邊胎自重輕，著地面積小適宜在平坦的道路上行駛，具有阻力小，行駛輕快等優(yōu)點(diǎn)。外胎上的花紋是為了增加與地面的摩擦力。山地自行車(chē)的外胎寬度特別寬，花紋較深也是適應(yīng)越野山地用。 （3）腳蹬部件：腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上，是一個(gè)將平動(dòng)力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動(dòng)力的裝置，自行車(chē)騎行時(shí)，腳踏力首先傳遞給腳蹬部件，然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄，大同步帶輪，中軸，同步帶，使后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使自行車(chē)前進(jìn)。因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是

36、否合適，將直接影響騎車(chē)人的放腳位置是否合適，自行車(chē)的驅(qū)動(dòng)能否順利進(jìn)行。腳踏：可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無(wú)論什么款式的腳踏都必須有腳踏面，必須安全可靠，具有一定的防滑性能，可以選用橡膠、塑料或金屬材料制造。腳踏必須轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。 （4）前叉部件：前叉部件在自行車(chē)結(jié)構(gòu)中處于前方部位，它的上端與車(chē)把部件相連，車(chē)架部件與前管配合，下端與前軸部件配合，組成自行車(chē)的導(dǎo)向系統(tǒng)。轉(zhuǎn)動(dòng)車(chē)把和前叉，可以使前輪改變方向，起到了自行車(chē)的導(dǎo)向作用。此外，還可以起到控制自行車(chē)行駛的作用。前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質(zhì)，故前叉部件必須具有足夠的強(qiáng)度等性質(zhì)。（5） 鏈條：鏈條傳遞扭矩。其作用是將腳踏力由曲柄、大鏈輪傳遞到小鏈

37、輪和后輪上，帶動(dòng)自行車(chē)前進(jìn)。 鏈輪：用高強(qiáng)度鋼材制成，保證其達(dá)到需要的拉力。（6） 小鏈輪：以?xún)?nèi)螺紋旋擰固定在后軸的右端，與大鏈輪保持同一平面，并通過(guò)同步帶與鏈輪相連接，構(gòu)成自行車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。4 折疊購(gòu)物自行車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1方案的對(duì)比與車(chē)梁結(jié)構(gòu)形式的確定傳統(tǒng)的自行車(chē)分為單梁自行車(chē)和三角梁自行車(chē)，單梁自行車(chē)的優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小。其不足之處為對(duì)梁的強(qiáng)度要求較高，如果達(dá)不到強(qiáng)度要求很可能會(huì)造成前梁開(kāi)裂變形。 圖4.1 傳統(tǒng)單梁自行車(chē)相對(duì)于傳統(tǒng)單梁自行車(chē)而言，傳統(tǒng)三角梁自行車(chē)多了一個(gè)橫梁，這讓車(chē)架成為三角結(jié)構(gòu)，使車(chē)架更加牢固同時(shí)，大大增加了自行車(chē)的穩(wěn)定性和安全性，但是它在車(chē)架上添加了一個(gè)橫梁

38、，這樣減少了自行車(chē)的騎行空間，對(duì)于個(gè)子較小的人來(lái)說(shuō)，騎行十分不方便。圖4.2 傳統(tǒng)三角梁自行車(chē)由于我們要設(shè)計(jì)的為可以折疊成購(gòu)物車(chē)的自行車(chē)，自行車(chē)需要進(jìn)行兩次折疊后使前后輪處于兩個(gè)平行的平面，且前后兩個(gè)車(chē)筐不產(chǎn)生干涉。首先折疊兩次單梁自行車(chē)的車(chē)梁需要從中間斷開(kāi)兩次，這樣對(duì)大梁的強(qiáng)度影響較大，同時(shí)折疊后的自行車(chē)穩(wěn)定性較差。三角形梁的自行車(chē)完成折疊雖然強(qiáng)度足夠，但是折疊的兩個(gè)梁成一定角度，折疊結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜不實(shí)用。 就以上對(duì)比分析采用雙梁穩(wěn)定加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，同時(shí)雙梁做成平行梁，方便折疊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易操作。（見(jiàn)下圖） 圖4.3 折疊購(gòu)物自行車(chē)4.2 整體車(chē)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1 人一自行車(chē)系統(tǒng) 組成自行車(chē)的功能

39、是供人騎行，就發(fā)揮自行車(chē)的功能作用而言，把人看作自行車(chē)的組成部分是完全合理的。因此，人在騎車(chē)時(shí)組成了人一車(chē)系統(tǒng)，該人一車(chē)系統(tǒng)中的人一車(chē)界面關(guān)系可由圖1-1來(lái)進(jìn)行分析。 （1）人與支撐部件關(guān)系                                  &

40、#160;               圖4.4  人-車(chē)界面關(guān)系                                

41、                                                支撐部件主要有車(chē)架、前叉、鞍座和車(chē)把等，是自行車(chē)的構(gòu)架

42、。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(chē)的整體性，實(shí)現(xiàn)自行車(chē)的功能。從人機(jī)關(guān)系來(lái)看，鞍座、車(chē)把和車(chē)架等的位置和大小，以及它們間的相互關(guān)系，與騎車(chē)人的位置和肌肉的動(dòng)作有著性的設(shè)計(jì)參數(shù)。 （2）人與動(dòng)力接受部件關(guān)系 動(dòng)力接受部件主要是腳蹬和曲柄。動(dòng)力是靠騎車(chē)人的雙腳踩在腳蹬上，下肢運(yùn)動(dòng)的力使曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的。為了使人省力和有舒適感，必須在騎自行車(chē)人的體格和體力與自行車(chē)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(dòng)與曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)之間的能量轉(zhuǎn)換問(wèn)題。（3） 人與傳動(dòng)部件關(guān)系 傳動(dòng)部件主要是滾珠、鏈條和鏈輪。人的作用力是通過(guò)鏈條和鏈輪傳動(dòng)而帶動(dòng)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使自行車(chē)前移。傳動(dòng)部分的設(shè)

43、計(jì)關(guān)鍵是要有較高的傳動(dòng)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(dòng)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(chē)輪，即車(chē)圈、輪胎等。絕大部分輪胎是充氣的，少數(shù)是實(shí)心的。車(chē)輪一方面把騎車(chē)人的肌肉力量，有效地轉(zhuǎn)換為同地面接觸而向前運(yùn)動(dòng)的力；另一方面將騎車(chē)人的握力轉(zhuǎn)換為與接地部分所產(chǎn)生的剎車(chē)阻力。在設(shè)計(jì)自行車(chē)的各部分尺寸、車(chē)閘及變速器等時(shí)，應(yīng)該著眼于騎車(chē)人一動(dòng)力一傳動(dòng)一工作的連貫性，才可能設(shè)計(jì)出同騎車(chē)人手的大小或握力相適應(yīng)的閘把、剎車(chē)力適當(dāng)?shù)能?chē)閘，才不會(huì)發(fā)生剎車(chē)阻力不夠而造成失誤現(xiàn)象。4.2.2 影響自行車(chē)性能的人體因素 影響自行車(chē)性能的人體因素很多，

44、如圖4.5 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(zhǎng)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(dòng)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(duì)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(gè)人身體素質(zhì)不同，常有20以上的偏差。（2）人的下肢肌力自行車(chē)騎行的原動(dòng)力，主要是騎車(chē)人的下肢肌力。人騎車(chē)時(shí)，骨骼肌肉內(nèi)部的化學(xué)能

45、轉(zhuǎn)換為肌肉收縮的機(jī)械能。自行車(chē)腳蹬的轉(zhuǎn)動(dòng)就是通過(guò)腿肌收縮出力而完成的，一般說(shuō)腿肌長(zhǎng)的人比腿肌短的人有利。肌肉收縮時(shí)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(guò)一定訓(xùn)練的人可提高到65N 。            圖4.5 影響自行車(chē)性能的人體因素 （3）人的輸出功率人輸出的功率隨著騎車(chē)人的體格、體力、騎車(chē)姿勢(shì)、持續(xù)時(shí)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(shí)間長(zhǎng)，其值要小得多，持

46、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(chē)運(yùn)動(dòng)是很有節(jié)奏的，其節(jié)奏常常與人的心臟節(jié)律保持一定關(guān)系。健康人的心臟跳動(dòng)為70 次min ，一般腳踏以 60r/min 節(jié)奏轉(zhuǎn)動(dòng)較為合適。設(shè)計(jì)時(shí)以這一常用速度來(lái)確定相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。（5）人的平衡機(jī)能騎車(chē)人本身的平衡機(jī)能是影響自行車(chē)性能的重要因素，如果缺少平衡機(jī)能，哪怕是運(yùn)動(dòng)性能很好的自行車(chē)也不能平穩(wěn)行駛；若人有很好的平衡機(jī)能，卻可掩蓋自行車(chē)設(shè)計(jì)上的某些缺陷。 （6）人的手和握力影響剎車(chē)性能的人的因素主要是人的手和握力，男性和女性，成年人和兒童，手的大小和握力都不相同。據(jù)試驗(yàn)，為了長(zhǎng)時(shí)間施閘而不致使手有疼痛

47、的感覺(jué)，希望只用最大握力的10左右便能得到必要的減速度。（7）人的疲勞人體疲勞和疼痛是對(duì)騎車(chē)出力性能的不利因素，其產(chǎn)生原因有人體因素，也有自行車(chē)結(jié)構(gòu)因素。疲勞和疼痛一般是由于部分肌肉負(fù)擔(dān)過(guò)大，騎車(chē)姿勢(shì)不合適，以及體重對(duì)鞍座的體壓分體不合適等引起的。此外，影響出力因素還有人的最大攝氧量。4.2.3 折疊購(gòu)物自行車(chē)折疊設(shè)計(jì) 在使用狀態(tài)時(shí)中間活動(dòng)梁與自行車(chē)前后車(chē)架平行且在同一直線，固定銷(xiāo)釘卡扣安放在每個(gè)梁上的豎向卡槽內(nèi)使前中后三梁保持相對(duì)固定。當(dāng)需折疊時(shí)中梁與前后梁成90度關(guān)系，此時(shí)固定銷(xiāo)釘則與前后梁的橫向卡槽配合固定，同時(shí)后架豎梁上的輔助車(chē)輪放下，使購(gòu)物車(chē)有三組車(chē)輪，保證了購(gòu)物車(chē)的平穩(wěn)性。使用狀態(tài)

48、： 折疊狀態(tài)： 圖4.6 使用狀態(tài) 圖4.7 折疊狀態(tài)4.2.4大梁折疊扣設(shè)計(jì)大梁折疊扣通過(guò)銷(xiāo)軸與大梁后段連接，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，自行車(chē)使用狀態(tài)時(shí)，中間活動(dòng)梁與自行車(chē)前后車(chē)架平行且在同一直線，固定銷(xiāo)釘卡扣安放在每個(gè)梁上的豎向卡槽內(nèi)使前中后三梁保持相對(duì)固定。當(dāng)使用人員需要折疊大梁時(shí)，只需要向上提起銷(xiāo)釘卡扣，使大梁卡扣與扣槽脫開(kāi)，向任意方向扳動(dòng)大梁折疊，即可實(shí)現(xiàn)折疊功能。然后再將卡扣放入卡槽并將輔助輪放下，形成購(gòu)物車(chē)模式。 圖4.8 折疊裝置（鎖死狀態(tài)） 圖4.9 折疊裝置（折疊狀態(tài)）4.3滾子鏈輪的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.3.1輸入功率的計(jì)算人輸出的功率隨著騎車(chē)人的體格、體力、騎車(chē)姿勢(shì)、持續(xù)時(shí)間和速比等的變化

49、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 ) ，但只能能持續(xù) 10s左右。如果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，其值要小得多，持續(xù) lh ，大約只有 1.0-0.7馬力（0.07-0.15kw）。自行車(chē)運(yùn)動(dòng)是很有節(jié)奏的，其節(jié)奏常常與人的心臟節(jié)律保持一定關(guān)系。健康人的心臟跳動(dòng)為70 次min ，一般腳踏以 60r/min 節(jié)奏轉(zhuǎn)動(dòng)較為合適。設(shè)計(jì)時(shí)以這一常用速度來(lái)確定相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。但本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為一休閑式娛樂(lè)工具，故對(duì)體力要求不能有過(guò)多要求。我們根據(jù)腳踩蹬的力量來(lái)計(jì)算在娛樂(lè)為主的休閑前提下的輸出功率 。以此為參考，正常人踩蹬自行車(chē)的力量約為3040N,娛樂(lè)情況下我們估算為30N，踩蹬速度適

50、當(dāng)?shù)娜?轉(zhuǎn)/秒。故本次設(shè)計(jì)的人的輸出功率為（180mm為一般自行車(chē)的踩踏杠的長(zhǎng)度）。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得：踩踏關(guān)節(jié)的損失：=0.97鏈傳動(dòng)的損失：=0.96滾動(dòng)軸承：=0.97軸系效率：=0.98 由以上算出的總的傳動(dòng)效率：所以輸出功率為4.3.2 鏈輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在本次自行車(chē)鏈輪的設(shè)計(jì)參數(shù)按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行選擇。 由于該折疊購(gòu)物自行車(chē)的輪子直徑較小，自行車(chē)輪胎外圓直徑為300mm，按照正常自行車(chē)蹬一圈所行使的距離計(jì)算，鏈輪的傳動(dòng)比為6:1較為合適。 （1）選擇鏈輪齒數(shù)、 （2）計(jì)算當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率 根據(jù)鏈傳動(dòng)的工作情況、主動(dòng)鏈輪齒數(shù)和鏈條排數(shù)，將鏈傳動(dòng)的功率修正為當(dāng)量的單排計(jì)算功率 （

51、式4.1）式中： 工況系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)表9-6得 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)圖9-13得 多排鏈系數(shù)由于是單排鏈，所以 故 （3）確定鏈條型號(hào)和節(jié)距 鏈條型號(hào)根據(jù)當(dāng)量的單排鏈的計(jì)算功率和主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速由機(jī)械設(shè)計(jì)圖9-11得到。然后由機(jī)械設(shè)計(jì)表9-1確定鏈條節(jié)距p 。 確定鏈條型號(hào)為：08A 確定鏈條節(jié)距為：12.7 鏈輪的型號(hào)選擇：鏈輪的型號(hào)選擇08A該型號(hào)的參數(shù)見(jiàn)表4.1。 表4-1 鏈輪參數(shù)節(jié)距滾子直徑內(nèi)節(jié)內(nèi)寬銷(xiāo)軸直徑套筒直徑通道高度12.7 7.92 2.853.984.00 12.33 （4）計(jì)算鏈節(jié)距和中心距初選中心距，按下式計(jì)算鏈節(jié)數(shù)將圓整為偶數(shù) 鏈傳動(dòng)的最大中心距為：式中，為中心

52、距計(jì)算系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)表9-7得=0.24735 （5）計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式根據(jù)鏈速V，查機(jī)械設(shè)計(jì)圖9-14得，潤(rùn)滑方式為定期人工潤(rùn)滑。 （6）計(jì)算鏈傳動(dòng)在軸上的壓軸力 有效圓周力 （7）壓軸力 （8）小輪包角所以：鏈傳動(dòng)參數(shù)選擇：主動(dòng)輪的齒數(shù)選擇為54從動(dòng)輪依次為9。其他參數(shù)的確定見(jiàn)表4.2。 表4-2 鏈傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算名稱(chēng)公式主動(dòng)輪從動(dòng)輪齒數(shù)549傳動(dòng)比1:6分度圓直徑218.437.1齒頂圓直徑224.941.8齒根圓直徑210.4829.18分度圓弦齒高3.4293.429最大齒偶數(shù)齒210.4829.18齒溝圓弧4.034.03齒溝半角53.948.3工作圓弧中心 5.14.21 3

53、.733.81工作圓弧10.3710.37工作圓弧中心角16.9611.78齒頂圓 弧中心W10.289.68V0.603.52齒形半角15.819.89齒頂圓弧 5.605.98工作段直線長(zhǎng)0.951.034.4折疊銷(xiāo)釘卡扣結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)4.4.1 卡扣的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)銷(xiāo)軸卡扣材料選用45調(diào)質(zhì)鋼，許用切應(yīng)力125Mpa，抗拉強(qiáng)度600Mpa。設(shè)銷(xiāo)軸受到車(chē)架的剪切力F=5000N,卡扣長(zhǎng)80mm,寬10mm，厚5mm.銷(xiāo)釘卡扣受力情況如下圖： 圖4.10 銷(xiāo)釘卡扣受力圖 故銷(xiāo)釘強(qiáng)度可以承受剪切力。4.4.2 銷(xiāo)軸的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì) 銷(xiāo)軸卡扣材料選用45調(diào)質(zhì)鋼，許用剪切應(yīng)力125Mpa，抗拉強(qiáng)度600M

54、pa。設(shè)銷(xiāo)軸受到車(chē)架的剪切力F=10000N,直徑為10mm。 銷(xiāo)釘卡扣受力情況如下圖：圖4.11 銷(xiāo)釘受力圖（一）銷(xiāo)軸的剪力計(jì)算 故銷(xiāo)釘強(qiáng)度可以承受剪切力。（二）銷(xiāo)軸抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算 （式4.2）式中M 銷(xiāo)軸承受的最大彎矩； 銷(xiāo)軸抗彎截面模數(shù)； 許用彎曲應(yīng)力，對(duì)于45號(hào)鋼 = 360MPa。 由于在車(chē)架中有四個(gè)銷(xiāo)軸，所以每個(gè)銷(xiāo)軸的最大力為最大彎矩值：抗彎截面模量：彎曲應(yīng)力： 故滿足設(shè)計(jì)要求。（二）銷(xiāo)軸抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 （式4.3）式中Q 把銷(xiāo)軸當(dāng)作簡(jiǎn)支梁分析求得的最大剪力； 銷(xiāo)軸許用剪應(yīng)力，45號(hào)鋼=125MPa。 故滿足設(shè)計(jì)要求。4.5車(chē)梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)及計(jì)算4.5.1前車(chē)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是復(fù)雜的過(guò)程，需要參考的主要依據(jù)如下：一、影響因素：軸的結(jié)構(gòu)決定于受載情況，軸上零件的布置和固定方式，軸承的類(lèi)型和尺寸、軸的毛坯、制造和裝配工藝及安裝、運(yùn)輸?shù)葪l件。二、達(dá)到的要求：軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)是盡量減小應(yīng)力集中，受力合理，有良好的工藝性，并使軸上零件定位可靠，裝拆方便，變形小。三、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題：（1）零件的軸向定位(以軸肩，套筒，軸端擋圈，軸承端蓋和圓螺母進(jìn)行軸向定位)（2）零件的周向定位(常用鍵，花鍵，銷(xiāo)，緊定螺釘以及過(guò)盈配合進(jìn)行)（3）各軸段直徑的確定 A、依據(jù)前面估算出的最小軸徑， B、有配合要求的軸段要采用標(biāo)準(zhǔn)直徑， C、另外為使零件裝拆方便減少表面損傷配合軸段前的直徑較?。?/p>