雙驅(qū)動(dòng)自行車說(shuō)明書(shū)

第五屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽作品設(shè)計(jì)制作說(shuō)明書(shū)作品名稱:雙驅(qū)動(dòng)自行車作品名稱:雙驅(qū)動(dòng)自行車設(shè)計(jì)制作者：黃文杰何世豪黃洪滿舒玉蘭馬奇指導(dǎo)教師:李冰張開(kāi)凌指導(dǎo)教師:李冰張開(kāi)凌所在單位：廣西科技大學(xué)（籌）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 設(shè)計(jì)目的 2\o"CurrentDocument"二、 創(chuàng)新點(diǎn)、工作原理、使用方法、科學(xué)性和先進(jìn)性 2\o"CurrentDocument"創(chuàng)新點(diǎn) 2\o"CurrentDocument"工作原理 2\o"CurrentDocument"使用方法 3\o"CurrentDocument"科學(xué)性、先進(jìn)性 3\o"CurrentDocument"三、 與現(xiàn)有產(chǎn)品的對(duì)比研究 3\o"CurrentDocument"四、 主要零件、機(jī)構(gòu)介紹 3\o"CurrentDocument"前驅(qū)飛輪 3四桿機(jī)構(gòu) 4\o"CurrentDocument"五、 關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 51.四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù) 5\o"CurrentDocument"六、 雙驅(qū)動(dòng)效果試驗(yàn) 5\o"CurrentDocument"七、 結(jié)束語(yǔ) 6參考文獻(xiàn) 7一、設(shè)計(jì)目的由于人們生活的提高，自行車愛(ài)好者越來(lái)越喜歡挑戰(zhàn)各種各樣的環(huán)境和惡劣的道路，如沙灘、雪地、泥路、崎嶇山路。單一后輪驅(qū)動(dòng)的自行車為了適于騎行，把騎車人的重心移到后輪，增加摩擦力，但會(huì)使騎車者感到不舒適，看不清前方的道路；并且在雪地，濕滑路面上摩擦系數(shù)小，容易打滑，無(wú)法保證安全騎行。因此人們希望能自行車能像四輪驅(qū)動(dòng)汽車一樣，也能夠?qū)崿F(xiàn)兩輪驅(qū)動(dòng)提供雙倍的驅(qū)動(dòng)力，輕松征服惡劣的環(huán)境。這對(duì)自行車提出了更高的要求。傳統(tǒng)自行車都是鏈條驅(qū)動(dòng)，如果前輪驅(qū)動(dòng)方式也使用鏈條傳動(dòng)，鏈條的不可扭轉(zhuǎn)給前輪的轉(zhuǎn)向帶來(lái)了很大影響。所以我們希望動(dòng)力能夠傳遞到前輪，且前輪轉(zhuǎn)向不受影響。我們的雙驅(qū)動(dòng)自行車都由腳踩動(dòng)踏板產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，前輪通過(guò)鋼絲繩傳遞動(dòng)力，解決了鏈條不能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的問(wèn)題，提高方向控制的靈活性，并且可以隨時(shí)調(diào)整前后驅(qū)動(dòng)輪的分離和組合，實(shí)現(xiàn)分時(shí)驅(qū)動(dòng)，既能節(jié)省動(dòng)力又能適應(yīng)各種險(xiǎn)惡環(huán)境。同時(shí)，不用改變騎車人的重心，可以腰板挺直、感覺(jué)舒適，并能縱觀前路。此車還具有良好的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性，輪胎更耐用不容易打滑而磨損。有利于延長(zhǎng)輪胎的使用壽命通過(guò)相關(guān)的調(diào)查，自行車的驅(qū)動(dòng)形式多為鏈條傳動(dòng)，還有少量無(wú)鏈條驅(qū)動(dòng)：齒輪傳動(dòng)、直接驅(qū)動(dòng)和繩子傳動(dòng)。但是都是單一驅(qū)動(dòng)，即只有前輪驅(qū)動(dòng)和后輪驅(qū)動(dòng)，缺點(diǎn)是不適應(yīng)多變道路環(huán)境。另外，還有少數(shù)幾輛個(gè)人改裝的雙驅(qū)動(dòng)自行車，由于是“手腳并用”，即用手為前輪提供動(dòng)力，腳踩動(dòng)踏板通過(guò)鏈條傳遞后輪動(dòng)力。這種方式雖然實(shí)現(xiàn)了雙驅(qū)動(dòng)，但是手產(chǎn)生動(dòng)力，并控制方向。手容易疲勞，使騎車的安全性能大大降低，易發(fā)生安全事故。同時(shí)前后輪的同步性差距很大。我們小組設(shè)計(jì)的自行車解決了鏈條不易轉(zhuǎn)向，人容易疲勞的缺點(diǎn)，并提高了安全性，舒適性，適應(yīng)多變路況，屬于新一代創(chuàng)新型的雙驅(qū)動(dòng)自行車。二、創(chuàng)新點(diǎn)、工作原理、使用方法、科學(xué)性和先進(jìn)性創(chuàng)新點(diǎn)為了實(shí)現(xiàn)雙驅(qū)動(dòng)，前輪驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向相互獨(dú)立、不受干擾，人能夠安全舒適，不易疲勞，能夠?qū)崿F(xiàn)分時(shí)驅(qū)動(dòng)，節(jié)省動(dòng)力。我們需要解決以下幾個(gè)難點(diǎn)，這也是本雙驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新點(diǎn)。1） 前驅(qū)用繩子傳動(dòng)，解決前輪驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向的問(wèn)題。因?yàn)殒湕l不能轉(zhuǎn)向，為了實(shí)現(xiàn)前輪驅(qū)動(dòng)的同時(shí)也能夠靈活控制方向，我們改變傳統(tǒng)鏈條傳動(dòng)，通過(guò)反復(fù)拉動(dòng)鋼絲繩驅(qū)動(dòng)前輪，鋼絲繩外邊套有繩套，使轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)相互獨(dú)立。2） 驅(qū)動(dòng)可分離。為了方便實(shí)現(xiàn)分時(shí)驅(qū)動(dòng)，節(jié)省動(dòng)力。該驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)設(shè)計(jì)成驅(qū)動(dòng)易分離，根據(jù)不同的道路環(huán)境來(lái)改變驅(qū)動(dòng)方式：?jiǎn)我或?qū)動(dòng)或者全驅(qū)動(dòng)。3） 騎行更舒適。騎車者的重心不需要再靠后，姿勢(shì)更舒適。騎行者手不易疲勞，均通過(guò)腳踩動(dòng)踏板輸出動(dòng)力，并分別傳遞到前后輪。經(jīng)過(guò)曲柄搖桿轉(zhuǎn)換，由周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。4） 長(zhǎng)途騎行更有保障?？梢员ＷC在前后無(wú)論哪一個(gè)驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)了問(wèn)題還能保證正常行駛工作原理雙驅(qū)動(dòng)自行車采用前后輪都可以是驅(qū)動(dòng)輪的形式，前輪采用繩子傳動(dòng)以解決轉(zhuǎn)向而不受到干擾，繩子轉(zhuǎn)向部分外面裝有繩套，后輪采用常規(guī)的鏈條驅(qū)動(dòng)。動(dòng)力通過(guò)中軸分別傳遞到前輪和后輪。中軸的一鏈輪通過(guò)鏈條帶動(dòng)曲柄，實(shí)現(xiàn)曲柄搖桿的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻浦本€傳動(dòng)。此外，兩個(gè)搖桿的一端分別通過(guò)鋼繩與前輪的兩個(gè)超越離合器飛輪相連接，搖桿的搖擺反復(fù)拉動(dòng)繩子，實(shí)現(xiàn)左右飛輪間歇反復(fù)做功，最終實(shí)現(xiàn)連續(xù)傳動(dòng)。前輪上安裝的兩個(gè)超越離合器飛輪相互連接，使繩子做功后，能飛輪回復(fù)到原來(lái)位置，等待下一做功行程。為了實(shí)現(xiàn)單一前驅(qū)、單一后驅(qū)、前后同時(shí)驅(qū)動(dòng)形式，前后兩飛輪分別裝有空轉(zhuǎn)鏈輪，當(dāng)鏈條撥到空轉(zhuǎn)鏈輪時(shí)即可實(shí)現(xiàn)分離。

使用方法騎行方法和正常的自行車無(wú)區(qū)別，通過(guò)腳踩動(dòng)踏板自行車前進(jìn)，在行駛過(guò)程中，扭動(dòng)車頭的把手，可輕松實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換。科學(xué)性、先進(jìn)性將前后驅(qū)動(dòng)可分離，實(shí)現(xiàn)分時(shí)驅(qū)動(dòng)，使自行車全驅(qū)時(shí)具有良好的越野性和安全性，適應(yīng)沙灘、雪地、泥路、崎嶇山路等各種道路狀況，單一后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，即可面對(duì)平坦的路況，可節(jié)三、與現(xiàn)有產(chǎn)品的對(duì)比研究由于雙驅(qū)動(dòng)自行車的特殊性，暫時(shí)無(wú)法在互聯(lián)網(wǎng)上找到現(xiàn)類似的產(chǎn)品。與一些個(gè)人制作的雙驅(qū)動(dòng)自行車相比，更方便騎行，更加安全。與單一驅(qū)動(dòng)自行車相比，雙驅(qū)動(dòng)自行車更具有環(huán)境的適應(yīng)性，由于摩擦力是正常的兩倍大，不易打滑，更安全。、主要零件、機(jī)構(gòu)介紹1.前驅(qū)動(dòng)飛輪1） 作用：繩子的一端和飛輪固定，另一端和搖桿相連，反復(fù)拉動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，飛輪和車輪螺紋連接在一起，飛輪內(nèi)有棘輪機(jī)構(gòu)，只可單向轉(zhuǎn)動(dòng)。2） 材料:45#鋼。3） 加工工藝簡(jiǎn)介：45#圓鋼棒料——粗車外圓——精車外圓——焊接——鉆小孔——磨削。

2.四桿機(jī)構(gòu)1） 作用：通過(guò)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)，使搖桿擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻浦本€運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)繩子，帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)動(dòng)2） 材料：Q235。3） 加工工藝簡(jiǎn)介：Q235鋼板料——線切割——鉆銷孔——攻絲。五、關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì)計(jì)算通過(guò)四桿機(jī)構(gòu)，把周轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻频闹本€運(yùn)動(dòng)，拉動(dòng)繩子反復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)飛輪的尺寸確定繩子拉動(dòng)的部分直徑為62mm,為了使同時(shí)驅(qū)動(dòng)時(shí)前后輪同步，搖桿半個(gè)行程時(shí)，飛輪轉(zhuǎn)半圈，所以搖桿的兩個(gè)極限點(diǎn)的位置的距離為n*62/2=97.34mm.并根據(jù)搖桿整個(gè)行程過(guò)程中沒(méi)有急回運(yùn)動(dòng)，計(jì)算出四根桿的長(zhǎng)度。1.四桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)1.四桿機(jī)構(gòu)1）曲柄AB、連桿BC、搖桿CD、支架AD的長(zhǎng)度分別為45.886mm、136.809mm、80mm、151.695mm。曲柄為原動(dòng)件做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)搖桿CD在兩個(gè)極限位置時(shí)，曲柄AB之間的夾角為0°，即極位夾角為0°，無(wú)急回運(yùn)動(dòng)。擺桿CD在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的擺角為70°。四桿機(jī)構(gòu)的最小傳動(dòng)角為55°，最大傳動(dòng)角為125°。六、雙驅(qū)動(dòng)效果實(shí)驗(yàn)

七、結(jié)束語(yǔ)我們本次設(shè)計(jì)與制作的雙驅(qū)動(dòng)自行車得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)們的大力支持和幫助，在此特別感謝高中庸、李冰、張開(kāi)凌等老師，沒(méi)有他們的悉心指導(dǎo)和幫助，我們就不可