室內(nèi)動(dòng)感單車框架的設(shè)計(jì)

室內(nèi)動(dòng)感單車框架的設(shè)計(jì)摘要當(dāng)今社會，人們普遍缺乏健身的時(shí)間，適當(dāng)?shù)膭?dòng)力在這個(gè)階段的影響就顯得越來越重要。針對這個(gè)問題，文章提出了一種新型的多功能動(dòng)感單車，讓你在健身房使用的同時(shí)也能達(dá)到健身的效果。設(shè)計(jì)便宜、功能實(shí)用的健身器材是我項(xiàng)目的主題。需要注意的是避免市場上單一用途的動(dòng)感單車，人體健身器材利用率低的問題，同時(shí)滿足人們的需求。您需要的，除了美觀、安全、耐用，工作平穩(wěn)，便于維護(hù)，制造加工方便，成本較低最為重要。多功能動(dòng)感單車的傳動(dòng)裝置為帶轉(zhuǎn)動(dòng)，對其的組成結(jié)構(gòu)和方案選擇進(jìn)行分析，并通過CAD對多功能動(dòng)感單車框架進(jìn)行作圖，分析其可行性。關(guān)鍵詞：動(dòng)感單車；健身；機(jī)械設(shè)計(jì)；框架；目錄第1章緒論 11.1課題背景 11.2研究現(xiàn)狀 11.3本設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 21.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 21.3.2設(shè)計(jì)要求 2第2章動(dòng)感單車總體設(shè)計(jì) 3第3章框架設(shè)計(jì) 73.1車架尺寸設(shè)計(jì) 73.2車架的材料選擇 73.3車架焊接要求 83.3.1對施焊的主要要求 83.3.2擬用的焊接設(shè)備及輔助裝置 83.3.3主要焊接材料 93.3.4焊絲直徑 103.3.5焊接電流 103.3.6電弧電壓 103.3.7焊接速度 113.3.8焊絲伸出長度 113.3.9CO2氣體流量 113.4車架的表面處理 113.5車座和車把的前后上下調(diào)節(jié)裝置 123.5.1車座上下左右調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)背景 123.5.2車座的前后上下調(diào)節(jié)裝置 123.5.3這款動(dòng)感單車鞍座調(diào)節(jié)裝置的優(yōu)缺點(diǎn) 123.5.5這款動(dòng)感單車車把前后調(diào)節(jié)裝置的優(yōu)缺點(diǎn) 133.6動(dòng)感單車方案設(shè)計(jì) 14第4章動(dòng)感單車主要計(jì)算 154.1功率的計(jì)算 154.2傳動(dòng)比 154.3車架的強(qiáng)度與剛度的計(jì)算 164.4前后帶輪之間的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 194.4.1同步帶介紹 194.4.2同步帶的特點(diǎn) 204.4.3同步帶傳動(dòng)的主要失效形式 204.4.4同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 204.4.5同步帶計(jì)算選型 214.4.6同步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分） 224.4.7同步帶的設(shè)計(jì) 234.5軸的設(shè)計(jì) 244.5.1帶輪上力的計(jì)算 244.5.2材料 244.5.3計(jì)算軸的最小直徑 244.5.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 244.6軸的校核 254.7鍵的校核 254.8軸承的校核 26結(jié)論 28參考文獻(xiàn) 29致謝 30保定理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE25第1章緒論1.1課題背景動(dòng)感單車在西歐經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家占有非常大的市場。許多人將他們的動(dòng)感單車留在家里以備將來使用。在中國，近年來隨著城市的快速發(fā)展，在偏遠(yuǎn)地區(qū)建立了許多經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。但是公共汽車不會在短時(shí)間內(nèi)穿過田野，人們也不喜歡長時(shí)間步行。這就是使旋轉(zhuǎn)自行車成為如此有用的工具的原因。由于折疊后體積小，高層住戶可以隨身攜帶，上下兩班乘坐電梯。在狹窄的住宅區(qū)，旋轉(zhuǎn)自行車可以放在床下，不占用居住面積，節(jié)省空間。動(dòng)感單車單車基本相似,由擋把、車座、踏板、車輪等多個(gè)部件組成,車身連接緊密。與一般自行車不同的這樣的設(shè)計(jì)高度可調(diào),使騎行者倍感溫馨。上車前,第一件事就是確定座位高度。這個(gè)高度在很大程度上取決于一個(gè)人站在空中的高度、大腿抬高的高度以及和空氣的接觸程度。這樣騎車時(shí)大腿和小腿的角度就不會太小,這樣可以減少膝蓋的壓力,防止損傷膝蓋；然后根據(jù)支架的位置確定手柄的位置，將手放在手柄的末端，肘部放在手上。最好將雙臂伸到身后，緊湊地完成。車把也可以根據(jù)騎手的體格升降。隨著人們生活條件的改善，人們的健康環(huán)保意識已經(jīng)超越了物質(zhì)需求。我們對動(dòng)感單車進(jìn)行了研究，希望通過這項(xiàng)研究和繼續(xù)教育，我們能夠應(yīng)用我們所獲得的專業(yè)知識來解決動(dòng)感單車設(shè)計(jì)過程中的重要問題，增加我們對動(dòng)感單車的知識，拓寬我們的知識和見解。1.2研究現(xiàn)狀動(dòng)感單車起源于歐洲。1892年，法國大亨查爾斯·莫雷爾發(fā)明了第一輛動(dòng)力自行車，一舉成名。然后，1895年，法國出現(xiàn)了第一家充滿生氣的自行車店。然而，過去主要用于軍事用途的動(dòng)感單車現(xiàn)在也有很多公司生產(chǎn)。著名公司有Styria（Autotime）、DursleyPederson（英國）、Seidel&Naumann（德國）等。1850年代，動(dòng)感單車的發(fā)展逐漸放緩，主要是因?yàn)闄C(jī)車的普及。然而，由于1962年在英國引入AM（莫爾頓自行車）引發(fā)了1860年代運(yùn)動(dòng)自行車熱潮的復(fù)興。隨后，動(dòng)感單車開始流行，全球數(shù)十家公司爭先恐后地生產(chǎn)它們.動(dòng)感單車進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。目前全球有100多家動(dòng)感單車制造商，而且數(shù)量還在不斷增長，動(dòng)感單車市場??也在不斷擴(kuò)大。在中國，動(dòng)感單車還處于起步階段。然而，隨著社會的發(fā)展，環(huán)境和健康問題越來越嚴(yán)重，交通擁堵也給社會帶來了很大的問題。人們迫切需要智能實(shí)用的汽車。動(dòng)感單車正好滿足這些要求。越來越多的人選擇電動(dòng)自行車作為長途代步工具，不僅減少了污染，不怕堵車，而且攜帶和停放方便。在木里旅游，很多人都會把自己的轉(zhuǎn)輪自行車放在汽車后備箱里，邊開車邊拿出來。這種健康的生活方式吸引了很多人。因此，動(dòng)感單車在我國具有廣闊的發(fā)展前景。1．便攜化設(shè)計(jì)動(dòng)感單車必須滿足輕便靈活的特性，因?yàn)樗谌粘Ｉ钪薪?jīng)常攜帶。我們需要考慮重力通知的穩(wěn)定性、適用性和合理性。為了更好地滿足設(shè)計(jì)要求，必須合理設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外形。在設(shè)計(jì)動(dòng)感自行車的過程中，折疊后需要遵循通常的形狀，傳動(dòng)齒輪折疊后可以隱藏在車身內(nèi)。不僅美觀，而且攜帶方便。2．人性化設(shè)計(jì)隨著人們對產(chǎn)品要求的提高，設(shè)計(jì)動(dòng)感單車時(shí)，應(yīng)考慮產(chǎn)品適應(yīng)人與環(huán)境的要求。附件和功能性身體部位必須符合動(dòng)物的設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，它必須具有適合人體解剖結(jié)構(gòu)的獨(dú)特外觀和形狀，提升使用者的舒適度。1.3本設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容專題討論如下：（1）根據(jù)室內(nèi)動(dòng)感自行車的設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求，確定總體設(shè)計(jì)方案；（2）比較各種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)后，根據(jù)室內(nèi)動(dòng)感單車的活動(dòng)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過分析室內(nèi)電動(dòng)自行車的活動(dòng)度和功率；（3）基于不同負(fù)載室內(nèi)動(dòng)力自行車的實(shí)際前提，進(jìn)行活動(dòng)分析，確定一致性的基本參數(shù)；（4）通過分析室內(nèi)動(dòng)感單車運(yùn)動(dòng)軌跡，合理選擇最科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，確定相關(guān)參數(shù)；（5）確定室內(nèi)動(dòng)感單車裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制設(shè)計(jì)圖紙。1.3.2設(shè)計(jì)要求（1）圖紙繪制規(guī)范，滿足圖紙繪制要求。（2）圖紙完備，要求裝配圖中的每一個(gè)零件都要繪制圖紙（標(biāo)準(zhǔn)件除外）（3）零件圖3張（4）編寫設(shè)計(jì)說明書1份（5）設(shè)計(jì)說明書撰寫滿足保定理工學(xué)院規(guī)范（6）我的主要目的就是要設(shè)計(jì)一種價(jià)格低廉，而且能夠滿足需求，并且具有實(shí)用性的運(yùn)動(dòng)器材，在此過程中要特別留意，以免出現(xiàn)類似于市面上那種單一運(yùn)動(dòng)器材的使用效率低下的情況；在符合人民需求的同時(shí)，還要求外形優(yōu)美、安全可靠、工作順暢；易于維修，易于生產(chǎn)和操作。第2章動(dòng)感單車總體設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)原則動(dòng)感單車的設(shè)計(jì)尺寸是根據(jù)人體的尺寸設(shè)計(jì)的，各部位位置參考身體大小而定。人體主要的測量數(shù)據(jù)：國家標(biāo)準(zhǔn)GB10000-1988規(guī)定了6項(xiàng)主要測量數(shù)據(jù),分別是出生身高、體重、上臂臂長。。根據(jù)我國成年人的主要人體坐姿人體大小而定《中國成年人人體尺寸數(shù)據(jù)相關(guān)性研究》[1]一書中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行下述分析計(jì)算。2．人機(jī)工程設(shè)計(jì)（1）人與支撐部件的關(guān)系[2]它的主要支撐部件包括車架、前叉、車座和車把，是一款充滿活力的腳踏車框架。支撐件固定好其他部分，保證單車的整體性和功能性。從人體工程學(xué)的角度來看，與車手的姿勢、肌肉運(yùn)動(dòng)有關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)是鞍座、車把和位置和尺寸，以及它們之間的關(guān)系。（2）人體和動(dòng)力的承重部位主要有踏板和曲柄。動(dòng)力是由兩踏板曲柄施加在騎車人下半身的扭矩產(chǎn)生的。為了使工作舒適，必須坐人的體質(zhì)和紡紗和物理努力的紡紗元件之間的大小關(guān)系，能量轉(zhuǎn)化人體腿部肌肉的收縮和起動(dòng)問題之間運(yùn)動(dòng)的研究。（3）人與傳動(dòng)部件關(guān)系傳動(dòng)部件包括滾珠、皮帶和皮帶輪。紡紗過程由動(dòng)力帶驅(qū)動(dòng)，主動(dòng)輪由后輪驅(qū)動(dòng)。變速器設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分是變速器和傳動(dòng)系的效率和可靠性。確保高傳輸效率以應(yīng)用一定的功率和更大的輸出功率。（4）人與工作部件關(guān)系工作部分是一個(gè)輪子鋼圈和輪胎。雖然大多數(shù)輪胎會收縮，但有些是實(shí)心的。一方面，有效地將騎行者的車輪肌肉力量轉(zhuǎn)化為向前行進(jìn)的均勻空氣接觸力；而車手的抓地能力則在與地面接觸中轉(zhuǎn)化為制動(dòng)力。在測量旋轉(zhuǎn)的自行車部件、制動(dòng)器和傳動(dòng)裝置時(shí)，應(yīng)注意騎手與動(dòng)力傳輸之間的關(guān)系，并設(shè)計(jì)制動(dòng)器或制動(dòng)桿，使制動(dòng)力與騎手的手或握把的大小相匹配。避免錯(cuò)誤。3．影響動(dòng)感單車性能的人體因素經(jīng)分析得出下述幾點(diǎn)人體因素對動(dòng)感單車性能與體驗(yàn)，有重大影響[3]。（1）人的體格因素；（2）人力下肢肌力；（3）民眾輸出功率；（4）人類腳的速度；（5）人體平衡功能；（6）人的手和抓地力；（7）人的疲勞。4．動(dòng)感單車設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要素分析除了上述人為因素外，還有許多機(jī)械因素會影響動(dòng)感單車的功能，如圖2-2所示。動(dòng)感單車要想發(fā)揮出最佳性能，就需要人的因素和機(jī)械因素的有機(jī)結(jié)合，使單車和諧。為此，他專注于分析與人體相關(guān)的結(jié)構(gòu)元素。（1）速比齒數(shù)比和直徑比需一致，一般控制在2.3-4.0之間，方可得到所需功率和速度。速比的恰當(dāng)應(yīng)用，可提高輸出功率，速比過小則無法完全提升速度，再加之曲柄轉(zhuǎn)速的限制，無法達(dá)到所需驅(qū)動(dòng)速度，（后輪速度）。速比太大時(shí)，所需要的踩踏力量也會增大，過大的踩踏力量容易使人加速體力消耗。為保持騎行時(shí)長，肌肉負(fù)荷應(yīng)為最大肌力的10%左右，在此基礎(chǔ)上，通過選擇速度與曲柄轉(zhuǎn)速的比值，可獲得更好的效果。（2）曲柄長度傳統(tǒng)的動(dòng)感單車設(shè)計(jì)普遍比較強(qiáng)調(diào)杠桿原理,較少進(jìn)行人工研究,認(rèn)為曲柄越有力。過長的曲柄使踏板不會與前翼子板發(fā)生碰撞,必須加上從中軸到前軸(DistanceFrontheart)的距離。這會拉長車架，影響正確的騎行姿勢，并使您的屁股酸痛。如果曲柄的長度可以根據(jù)身體的長度或小腿的長度來考慮，既省力又舒適。大多數(shù)曲柄長度的標(biāo)準(zhǔn)是人體長度的1/10，也相當(dāng)于股骨長度的1/2。（3）三點(diǎn)正確的騎行姿勢是由騎車人在A座位置與旋轉(zhuǎn)自行車的三個(gè)連桿位置配合,如圖2-3(a)。根據(jù)三點(diǎn)調(diào)整法,AB和AC差不多,一般AB=(AC-3)CM,A點(diǎn)稍低,5cm左右。（4）鞍位座墊高度太低，騎車時(shí)會長時(shí)間彎曲雙腿，腿部肌肉無法伸展，時(shí)間過長就會產(chǎn)生一種呆滯、無力的感覺；座椅高度過高，會造成腿部肌肉在乘坐時(shí)過于緊張的拉伸，腳趾承受的壓力太大，雙腳會感到疲倦。騎行時(shí)合身的部位就是腳底。常用的提高鞍座位置的方法是使腋窩中心接近鞍座中心，讓中指能夠碰到滑輪的中心軸線?？紤]人體各部分的比例關(guān)系，只需測量腋窩中心到中指的距離，便可大致確定馬鞍高度。對于速度快的車，鞍座必須朝前；對于慢速車，鞍座必須倒置，否則難以騎行，如圖2.1(b)、(c)所示。圖2.1自行設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要素（5）車閘在設(shè)計(jì)、打開和關(guān)閉剎車桿時(shí)，必須調(diào)整剎車桿的力度，以適應(yīng)手的握把的大小。對于靈敏度較高的剎車，制動(dòng)力隨剎車桿上的作用力而呈比例上升的狀態(tài)。如果剎車桿力達(dá)到一定程度，沒有剎車效果，發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火，說明剎車設(shè)計(jì)不好。緊急情況下的理想制動(dòng)力和加速力見表2.1。表2.1理想的施閘力和減速度閘把施閘力/N相對握力%減速度說明6035050010701000.1g

0.6g

0.8g控制下坡速度全剎車

緊急全剎車注：g=9.8m/s25．人-車動(dòng)態(tài)特性分析（1）動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性動(dòng)感單車在行駛過程中保持著一種靜態(tài)平衡穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性被稱為動(dòng)感單車穩(wěn)定性。靜態(tài)穩(wěn)定性涉及到車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)的直行平穩(wěn)性以及前、后、左、右方向上的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性是安全騎行的關(guān)鍵特征。（2）力學(xué)特性自行車翻山的前提是側(cè)向力（向心力平衡）和自行車總重量（人車重量）的力線必須通過接觸點(diǎn)輪胎和地面。盡管這是關(guān)于騎手的，但更重要的是自行車的形狀必須具有與這些機(jī)械性能相匹配的結(jié)構(gòu)。（3）轉(zhuǎn)向特性動(dòng)感單車旋轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)三種情況：人體與身體處于同一角度。即自行車在騎車人身體上的一致的情況下,可以轉(zhuǎn)彎,這叫中心傾斜轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)騎車人的傾斜角度大于汽車的傾斜角度時(shí)，當(dāng)前轉(zhuǎn)彎稱為傾斜；車的傾斜角度比車的傾斜角度小，現(xiàn)在轉(zhuǎn)彎叫外傾旋轉(zhuǎn)。6．動(dòng)感單車的構(gòu)成動(dòng)感單車的整體構(gòu)成由以下幾大模塊：（1）身體在行駛過程中，車身的外觀對整體的行駛效果影響很大，因?yàn)樗苯佑绊懙叫旭偟睦m(xù)航能力。這里設(shè)計(jì)的水陸兩用摩托車的車身造型也是以最小的阻力實(shí)現(xiàn)的。我們可以通過流體力學(xué)分析水中各種形狀運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力，并就最佳運(yùn)動(dòng)效率的最佳設(shè)計(jì)達(dá)成一致。（2）傳動(dòng)系統(tǒng)該動(dòng)力自行車還包括動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，動(dòng)力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括飛輪、傳動(dòng)軸主動(dòng)輪和傳動(dòng)鏈條。傳動(dòng)鏈的兩側(cè)是從動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪，從動(dòng)齒輪和飛輪的兩側(cè)是傳動(dòng)軸。螺栓穿過框架并壓在驅(qū)動(dòng)軸上，使驅(qū)動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)滑輪與驅(qū)動(dòng)鏈嚙合。（3）發(fā)展機(jī)制導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在正常直線行駛時(shí)不能形成障礙，設(shè)計(jì)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)應(yīng)該是既簡潔又方便的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。第3章框架設(shè)計(jì)3.1車架尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)自行車車架的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)動(dòng)感單車的車架尺寸1．前叉角度設(shè)計(jì)（1）當(dāng)前管傾角為71時(shí),良好的管傾角范圍較寬,較好的管傾范圍則較小,最小的角度大約是65,即車架前管的傾斜角度大致在65~71度范圍內(nèi)。選擇前叉并將前叉傾斜角度調(diào)整為71度。（2）當(dāng)前叉撓度在30~80m范圍內(nèi)的時(shí)候，配合其他尺寸，感覺整車良好。2．中軸高度：中心軸是一種傳輸裝置，可以承載騎手的部分重量。中心軸線的高度為中心軸線至水平平面的長度。最好是選擇一輛中軸線較低的車，因?yàn)樗梢詼p輕整個(gè)車的重心，從而提高車的穩(wěn)定性。軸高為85毫米。3．車架高度立管端部與立管平行時(shí)，立管端部至中間接頭中心位置的距離為框架高度。通常車架的高度與車輪直徑成比例，除非車輪直徑較小的自行車。一般的腳踏車的高度是560毫米，輕便腳踏車的框架高是530毫米，而梁女士腳踏車的框架高是540毫米。腳踏車的框架高度應(yīng)該在305-800毫米之間，建議以5或者0的整數(shù)結(jié)尾。由于健身單車屬于室內(nèi)體育項(xiàng)目，且放置位置是固定的，所以框架高度為700毫米。4．車架長度前管和與上管平行的間距,就是車架的長度。動(dòng)感單車車架長度選擇為633mm。3.2車架的材料選擇健身自行車車架采用一定的材料,經(jīng)過一定的加工過程,制作而成的自行車車架。一件好的作品，必須使其在功能、造型、材料等方面達(dá)到完美的結(jié)合。因此，在對材料進(jìn)行選擇的時(shí)候，要對材料的產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式、產(chǎn)品所需的性能進(jìn)行全面的考慮。,還有加工過程等等。一輛動(dòng)感單車是否足夠穩(wěn)定、耐用,能應(yīng)付高強(qiáng)度的肢體動(dòng)作和使用頻率,都要看車架的材質(zhì)和做工,健身單車車架用料以鋼為主。它的主要優(yōu)勢包括：剛性好，管道在長期使用中具有彈性（吸收沖擊），管道連接形式多樣，可切削性好，易于焊接，不需要熱處理、費(fèi)用相對價(jià)格低廉等。此款健身腳踏車選用寬80毫米、厚70毫米的方形鋼管切割,焊接。較厚的管壁厚度能夠提供較強(qiáng)的穩(wěn)定性能,鋼管壁厚度為3mm。鋼管材質(zhì)材質(zhì)。3.3車架焊接要求3.3.1對施焊的主要要求（1）質(zhì)量檢測：焊接完成后一定要進(jìn)行質(zhì)量檢測,嚴(yán)格控制焊接工藝、材料等各個(gè)環(huán)節(jié)。焊接應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，并采用具有250YPM偏心率的凸輪,四次沖擊后,每一處的焊縫不得出現(xiàn)裂紋、斷裂、脫焊現(xiàn)象。（2）準(zhǔn)確度和精度：焊接的角度、長度、高度、外形一定要準(zhǔn)確,保證車架的幾何形狀,保證車架的外觀質(zhì)量。（3）熱影響區(qū)控制：焊接時(shí)一定要控制好,以免出現(xiàn)變形過度、破損開裂等問題。（4）表面處理：焊接后的表面一定要經(jīng)過充分的打磨和處理,這樣才能保證光滑,平整,美觀。（5）焊后車架的變形應(yīng)較小,可保證各部件與主管的幾何位置及相關(guān)尺寸的公差:免于施焊后的校正校正工作負(fù)擔(dān)。動(dòng)感單車車架的焊接焊接質(zhì)量和穩(wěn)定性,同時(shí)也要充分考慮車架的幾何形狀和外觀質(zhì)量,以保證車架在騎行過程中的卓越性能。3.3.2擬用的焊接設(shè)備及輔助裝置主要的設(shè)備由焊機(jī)（焊接電源、控制系統(tǒng)等）、送絲機(jī)構(gòu)、焊槍、供氣裝置等幾部分構(gòu)成。（1）焊機(jī)NBC一200型，其技術(shù)數(shù)據(jù)符合產(chǎn)品要求。焊機(jī)NBC一200型是一種通用CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊機(jī)，可用于0.5~6毫米厚度的薄板和碳鋼和合金鋼的焊接，具有節(jié)能、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，還可以進(jìn)行全位置焊接，在焊后工件變形少，焊縫成形好，無焊渣。因此，這種焊機(jī)是一種較為理想的焊接設(shè)備。該焊機(jī)主要包括兩個(gè)部件：NBC-200焊接電源，以及一把拔絲焊槍。其中，與使用硅整流型直流電源的旋轉(zhuǎn)式電源相比，表現(xiàn)更佳,不會產(chǎn)生噪音,結(jié)構(gòu)簡單。電源的技術(shù)數(shù)據(jù)如表3.1所示。表3.1電源技術(shù)參數(shù)電源電壓工作電壓調(diào)節(jié)范圍焊接電流調(diào)節(jié)范圍整流方式調(diào)壓方式380（V）14V~30V40A~200A三相橋全波抽頭控制系統(tǒng)則是對空氣的供應(yīng)、送絲、電源的控制。以下是控制步驟：（2）送絲機(jī)構(gòu)送絲電機(jī)需要提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速和動(dòng)力，送絲輪需要有足夠的摩擦力，與焊槍的配合也需要完全恰當(dāng)，這樣才能保證在焊縫中準(zhǔn)確送出焊絲,達(dá)到優(yōu)質(zhì)的焊接效果。根據(jù)選用的焊絲直徑(φ0.8m),選用內(nèi)徑φ1.5mm的彈簧鋼絲軟管,長度取2.5m左右。（3）焊接槍采用的是手槍型。在使用之前，先在噴嘴內(nèi)、外表面抹上一層硅油，這樣可以更容易地去除飛濺的物質(zhì)。（4）供氣系統(tǒng)包括鋼瓶和輔助供氣裝置等.輔助空氣供應(yīng)設(shè)備有：電熱預(yù)熱器，干燥器，減壓器，3.01-1浮標(biāo)式流量計(jì)等,這些設(shè)備需要能夠可靠地協(xié)同工作,以保證氣體壓力和流量控制準(zhǔn)確,以達(dá)到最佳的焊接效果。在使用過程中,也需要對供氣系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢查和保養(yǎng),以保證其穩(wěn)定可靠的運(yùn)行,這樣才能保證焊接的質(zhì)量。選擇流量調(diào)節(jié)范圍為0~15L/min的氣門。3.3.3主要焊接材料（1）CO2氣體液態(tài)CO2是用整個(gè)瓶子（80%體積）的壓力為5至7MPa的鋼瓶來充入的。CO2氣體中含有大量的水和蒸汽，這些水和蒸汽是影響焊接質(zhì)量的重要因素，水和蒸汽含量過高會導(dǎo)致焊接過程中出現(xiàn)氣孔。為確保焊縫的質(zhì)量，對CO2氣的純度要求大于99.5%，含水量和含氮量小于0.1%。但是，實(shí)際購買的CO2氣體通常不能達(dá)到這一要求，并且含有很高的水分。所以，在施焊之前，現(xiàn)場應(yīng)采取以下處理方法：a.將新灌的氣瓶倒置放水（放水完畢，氣瓶仍為正）：將鋼瓶中的水倒出后，再將其放置2-3分鐘。b、當(dāng)瓶中的壓力降至980kPa后，瓶即停止使用。那是由于瓶中有液態(tài)的二氧化碳。在CO2完全揮發(fā)之后，壓力降低到980kPa,CO2氣體中的水分含量是CO2氣液共存時(shí)的3倍左右，若持續(xù)工作，極有可能導(dǎo)致焊接時(shí)出現(xiàn)氣孔。另外，為了使CO2氣中的水份更少，在供氣系統(tǒng)中加入了干燥裝置。（2）焊絲材料需要所采用的焊絲工藝性能良好，機(jī)械性能良好，可減少焊接過程中的氧氣含量，防止出現(xiàn)氣孔等。焊絲中所含的脫氧劑，如硅，錳，鋁等含量應(yīng)充足。為了降低飛濺，焊絲中的碳含量不能超過0.1%。因此選用的是H08M2SIA型號的焊絲，在焊絲的表面進(jìn)行了一次鍍銅處理，這樣既能起到防銹蝕的作用，又能提高焊絲的導(dǎo)電性，增加了焊接的穩(wěn)定性。在使用時(shí)，應(yīng)完全除去線材上的油污。3.3.4焊絲直徑焊絲的直徑一般由焊件的厚度，焊接的部位，以及焊接的效率來決定。對于薄、中厚度板材的整個(gè)焊縫，通常使用中直徑為1.6mm（簡稱細(xì)絲CO2氣保焊）的焊絲。線徑的選取請參考下表：表3.2焊絲直接的選擇焊絲直徑（mm）0.5~0.80.8~1.01.0~1.21.2~1.61.61.6~2.02.0~2.5熔滴過渡形式短路過渡細(xì)顆粒過渡短路過渡細(xì)顆粒過渡短路過渡細(xì)顆粒過渡細(xì)顆粒過渡可焊板厚（mm）0.4~32~42~82~122~12＞8＞10施焊位置各種位置平焊、橫角各種位置平焊、橫角平焊、橫角平焊、橫角平焊、橫角根據(jù)框架的焊接要求（框架采用了短路過渡.同時(shí)使用細(xì)焊絲），以上表為依據(jù)，最后確定了焊絲的直徑為φ0.8mm。3.3.5焊接電流焊接電流的數(shù)值主要取決于送線量。焊絲的送絲率較高，焊接電流較大。焊道的熔化程度受焊接電流的影響較大。在60-250安培下，采用短路過渡方式進(jìn)行焊接，其熔深通常為1-2毫米；僅當(dāng)溫度高于300A時(shí)，熔深才顯著增加。若電流太大，則極易將管道的壁面擊穿。60-100A的焊接電流初選。3.3.6電弧電壓在短路情況下，電弧電壓可以用下列公式來計(jì)算：U=0.04I+16±2(V)U=0.04這時(shí)，焊接電流通常小于200A，焊接電流與電弧電壓的最佳匹配值如下表所示3.3?？梢钥闯?，在焊接電流為60-100A的情況下，在焊接電壓為18-20V的情況下，可以滿足焊接電流與電弧電壓的最佳匹配值。在200安培大于200安培時(shí)，按下面的公式計(jì)算電弧電壓。U=0.04I+20±2(V此時(shí)，為細(xì)顆粒過渡。表3.3CO2焊短路過渡時(shí)焊接電流和電弧電壓的最佳配合值焊接電流（A）70~120130~170180~210220~260電弧電壓（A）平焊18~21.519.5~2320~2421~25仰焊和立焊18~1918~2118~22——3.3.7焊接速度在半自動(dòng)焊接中，有經(jīng)驗(yàn)的焊工的焊接速度在18米/小時(shí)至36米/小時(shí)之間；在自動(dòng)焊機(jī)上，焊速可達(dá)到150米/小時(shí)?？蓪⒑附铀俣榷椋?5一40m/h。3.3.8焊絲伸出長度通常情況下，焊絲的外伸長度是其外伸長度的10倍，并且隨著焊接電流的增大而增大。因?yàn)檫x擇中間線0.8毫米，所以可以確定出線長度在8-10毫米之間。3.3.9CO2氣體流量對于200A以下的薄板進(jìn)行焊接，CO2的流量一般在10-25L/min之間。對于200A或更高厚度的板材，CO2流速在15升/分至25升/分之間。粗絲大規(guī)格的自動(dòng)焊接在25升/分至50升/分之間。由于焊接電流很小，最后選擇了8-15L/min的CO2氣體流量。3.4車架的表面處理框架焊接完畢后，應(yīng)對框架進(jìn)行去毛刺和拋丸。在此基礎(chǔ)上，對整體框架進(jìn)行了防腐處理，并涂上了多層液體噴漆。能達(dá)到很好的抗腐蝕作用，并能使油漆有光澤感。最后就是給整個(gè)框架上蠟了。3.5車座和車把的前后上下調(diào)節(jié)裝置3.5.1車座上下左右調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)背景健身自行車自行車基本相似,包括幾個(gè)部分的手柄、坐墊、踏板、輪子，將整個(gè)身體緊緊地連在了一起，形成了一個(gè)整體。其構(gòu)造應(yīng)能作較大幅度的調(diào)節(jié)，使騎車者感到更舒服,這點(diǎn)和普通自行車不同。但現(xiàn)有的健身自行車都是通過調(diào)節(jié)座椅高低來實(shí)現(xiàn)的。不過調(diào)節(jié)座椅高度只是解決了蹬車的扶靠的舒適性就解決不了。需要有一種可以前后調(diào)節(jié)的車座,這樣可以調(diào)節(jié)車座與把手之間的距離,這樣就可以調(diào)節(jié)扶靠的舒適度,這樣健身自行車就可以適用于各種身材的人群。3.5.2車座的前后上下調(diào)節(jié)裝置坐管前后上下調(diào)節(jié)裝置的組成如圖所示：（1）坐管。坐管由兩部分組成可上下移動(dòng)的部分和可前后移動(dòng)的部分。上下移動(dòng)部分在坐管的前后兩側(cè)打有12個(gè)直徑12mm的通孔，通過改變插銷與通孔的位置來實(shí)現(xiàn)上下移動(dòng)。在前后移動(dòng)部分上設(shè)有梯狀凸臺，且中間設(shè)有滑槽。（2）坐墊前后移動(dòng)上滑塊?；瑝K塊2形狀與調(diào)節(jié)板1上的梯形凸臺相符，且中部設(shè)有凸塊與滑槽相符。（3）上下滑塊緊固螺母（選用JB/T80073-1999鉤形螺栓BM12×60)。通過人力扭動(dòng)使得上滑塊與下滑快固定或松開。（4）坐墊前后移動(dòng)下滑塊。下滑快形狀與調(diào)節(jié)板1中長方體相符。3.5.3這款動(dòng)感單車鞍座調(diào)節(jié)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：這個(gè)產(chǎn)品的上下調(diào)節(jié)距離可以達(dá)到242毫米，而前后調(diào)節(jié)范圍則為110毫米，能夠滿足不同年齡段用戶的需求。這種鞍座的調(diào)節(jié)裝置在車座調(diào)節(jié)板上設(shè)置了固定塊，可以通過在立管調(diào)節(jié)塊的滑槽內(nèi)滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢煤笤偈褂每炀o扳手鎖緊，非常方便易用，相較于現(xiàn)有技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢。這個(gè)鞍座的設(shè)計(jì)使得車把體與車座的距離可以輕松地調(diào)整，這樣就可以讓不同身材的人都能夠適用于健身自行車。這種鞍座調(diào)節(jié)裝置可以有效地穩(wěn)定鞍座，減少騎行健身自行車時(shí)鞍座的晃動(dòng)，從而提高騎行的舒適度和安全性。（2）缺點(diǎn)：這種調(diào)節(jié)裝置的加工工藝相對于傳統(tǒng)健身自行車的鞍座調(diào)節(jié)裝置更為復(fù)雜，需要進(jìn)行多道工序，包括切割、刨床加工、銑床加工、鉆床加工以及焊接。由于加工過程較為繁瑣，成本相對較高，并且需要使用較多的材料，因此與現(xiàn)有的健身自行車調(diào)節(jié)裝置相比稍微有些重量。車把的前后調(diào)節(jié)裝置如圖所示：（1）車把前后移動(dòng)上滑塊?；瑝K塊1形狀與調(diào)節(jié)板2上的梯形凸臺相符，且中部設(shè)有凸塊與滑槽相符。（2）車把前后調(diào)節(jié)板。車把的前后調(diào)節(jié)板分為兩個(gè)部分，一個(gè)可以上下移動(dòng)，另一個(gè)可以前后移動(dòng)。豎管的前后兩側(cè)分別裝有一塊前后調(diào)節(jié)板，板上各有6個(gè)直徑為12mm的通孔，通過調(diào)整插銷與通孔的對應(yīng)位置來實(shí)現(xiàn)豎管的上下移動(dòng)。該部件具有梯形凸起，其前后均設(shè)有凸臺，并在中央設(shè)置了一條滑槽（3）車把前后移動(dòng)下滑塊。下滑快形狀與調(diào)節(jié)板1中長方體相符（4）上下滑塊緊固螺母（選用JB/T80073-1999鉤形螺栓BM12×60)。通過人力扭動(dòng)使得上滑塊與下滑快固定或松開。3.5.5這款動(dòng)感單車車把前后調(diào)節(jié)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：這個(gè)產(chǎn)品的上下調(diào)節(jié)距離可以達(dá)到110mm,前后調(diào)節(jié)范圍有110mm,能夠滿足不同年齡段用戶的使用要求。與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種車把的前后調(diào)節(jié)裝置通過在前后調(diào)節(jié)板上設(shè)置固定塊，可以通過在立管調(diào)節(jié)塊的滑槽內(nèi)滑動(dòng)來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)奈恢煤笤偈褂每炀o扳手鎖緊，非常方便易用，相較于現(xiàn)有技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢。這種車把可方便地調(diào)節(jié)車把體與車座的距離，這樣就可以讓不同身材的人都能夠適用于健身自行車。這種車把調(diào)節(jié)裝置可以有效的穩(wěn)定車把，減少騎行健身自行車時(shí)車把的晃動(dòng)，從而提高騎車的舒適性和安全性。（2）缺點(diǎn)：這種調(diào)節(jié)裝置的加工工藝相對于傳統(tǒng)健身自行車的車把調(diào)節(jié)裝置更為復(fù)雜，需要進(jìn)行多道工序，包括切割、刨床加工、銑床加工、鉆床加工以及焊接。由于加工過程較為繁瑣，成本相對較高，并且需要使用較多的材料，因此與現(xiàn)有的健身自行車調(diào)節(jié)裝置相比稍微有些重量。3.6動(dòng)感單車方案設(shè)計(jì)目前，旋轉(zhuǎn)自行車設(shè)計(jì)的種類很多，這里的設(shè)計(jì)主要結(jié)合傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。對以上功自需求進(jìn)行了分析，并根據(jù)這些沒計(jì)需求，提出了以下推力傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)1.方案采用大量三角結(jié)構(gòu)，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和耐用性2.皮帶傳動(dòng)，使動(dòng)力更好的傳遞，達(dá)到省力的效果。3.人性化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提高了產(chǎn)品的適用性。第4章動(dòng)感單車主要計(jì)算4.1功率的計(jì)算1．輸入功率的計(jì)算個(gè)人功率輸出將根據(jù)騎手的大小、力量、騎行位置、持續(xù)期與傳動(dòng)裝置有所改變。成年男性最大的力輸出在0.7匹馬力(0.51千瓦)左右，不過只能維持10秒左右的時(shí)間。持續(xù)時(shí)間變長則力量大幅下降。若需1小時(shí)，大約只需要1.0-0.7馬力（0.07-0.15千瓦）。動(dòng)態(tài)騎行非常有節(jié)奏，它的節(jié)奏通常與人的心率有關(guān)。健康人的心率為每分鐘70次，拍腳一般以每分鐘60次為宜。在設(shè)計(jì)過程中，使用這個(gè)共同的速度來確定一致的設(shè)計(jì)參數(shù)。不過這個(gè)項(xiàng)目的內(nèi)容是一個(gè)消遣娛樂工具，對體力要求不高。我們根據(jù)踩踏力計(jì)算自由（大部分自由）條件下的功率輸出。以此為參照點(diǎn)，普通人踩動(dòng)感單車所需的力在30-40N左右，休閑預(yù)算為30N，正確的踩踏速度設(shè)置為1rpm。因此，項(xiàng)目人員的結(jié)果是：P1=2×（180mm為一般動(dòng)感單車的踩踏杠的長度）。2．傳動(dòng)效率查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得：踩踏關(guān)節(jié)的損失：=0.97帶傳動(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：η=η1×η2所以明輪的輸出功率為：Ps=η×P1=4.2傳動(dòng)比作為齒輪拆分的一般規(guī)則，各級齒輪的負(fù)載能力應(yīng)相近，考慮到通常在騎固定自行車時(shí)分配齒輪比，適應(yīng)和適應(yīng)水上運(yùn)動(dòng)習(xí)慣約為2.5以降低生產(chǎn)成本此處首選傳動(dòng)比傳動(dòng)比2.5。4.3車架的強(qiáng)度與剛度的計(jì)算材料力學(xué)強(qiáng)度分析方法不能完全反映受力情況，因?yàn)榭蚣苁侨咧谐叽缦嘟南湫螛?gòu)件。如今，框架在進(jìn)行初始設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí),只能簡化為許用應(yīng)力極低的簡易梁,粗略計(jì)算得出的中框應(yīng)力值與實(shí)測中框架的應(yīng)力值比較接近,所以這個(gè)方法的大致計(jì)算還是可以接受的。但是,因?yàn)槟抢锏膽?yīng)力,應(yīng)力是不能精確計(jì)算出來的。車架的強(qiáng)度及剛度計(jì)算：1．集中載荷如對鍛造液壓機(jī)砧座的窄邊，可以視為一個(gè)集中載荷，其應(yīng)力的簡圖4.1如下所示：圖4.1集中載荷受力簡圖簡支梁在圖中的跨徑是指支柱的窄側(cè)或?qū)拏?cè)的中心距離，這取決于砧的安放位置。最大彎矩：Mmax最大撓度：?各符號代表意義同前。2．均布載荷一般是對砧座寬邊或模鍛，鐓粗等情況，受力簡圖如下圖4.2中所示：圖4.2下車架集中載荷受力簡圖最大彎矩為：Mmax=PL/4－qL12/8式中：q均布力，q=P/L1(N/cm)；L1均布力分布寬度（cm）。若設(shè)L1=2/3L,則最大撓度為：?max=11/648×PL3/EJ+KPL/6GF最大彎矩為：Mmax=Pɑ/2最大剪力為：Qmax=受力分析車架I-I截面受力圖及剪力彎矩圖。均布載荷：q=P/b因?yàn)?得到：圖4.3車架受力圖在I-I截面上彎矩為：M=截面(Ⅱ-Ⅱ)剪力：Q=截面Ⅱ-Ⅱ強(qiáng)度計(jì)算如下：截面寬度：b=12cm；截面高度：h=12cm截面積：f=b??=504c面積重心至x軸距離：Y=6cm截面對x軸靜面矩：S=f?Y=3024c靜面矩S與面積重心至x軸距離乘積S?Y=18144cm4各截面積的慣性矩J重心至x軸的慣性矩?截面對x軸的慣性矩Jx=J0截面對x軸的慣性矩J=Jx??受壓截面和受拉截面彎曲應(yīng)力相等為最大應(yīng)力τmax在中心橫斷面及截面Ⅱ-Ⅱ上。式中：Q-截面Ⅱ-Ⅱ剪切力：Q=B-簡化截面寬度：b=42cmH-簡化截面高度：h=12cm代入得：由此可得，在截面Ⅱ-Ⅱ上剪切強(qiáng)度小于許用剪切強(qiáng)度，安全。4.4前后帶輪之間的帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.4.1同步帶介紹同步帶是一種結(jié)合了皮帶、鏈條和齒傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)的新型塑料傳動(dòng)帶。它由與工作表面上的齒輪嚙合的鋸齒狀凹槽驅(qū)動(dòng)，一層具有高抗拉強(qiáng)度和低延伸率的堅(jiān)固纖維或金屬材料，在帶材和鍛件之間滑動(dòng)時(shí)提供機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性，從而保證了主室滑輪傳送過程中，從動(dòng)車輪滑移是步驟驅(qū)動(dòng)器之間沒有差別。圖4.4同步帶傳動(dòng)皮帶傳動(dòng)裝置位于皮帶鋸齒的內(nèi)圓周上，與各皮帶輪的組成相對應(yīng)。它結(jié)合了皮帶、鏈條和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)并接合齒輪以報(bào)告功率。皮帶傳動(dòng)，齒輪比精確，防滑恒速，傳動(dòng)平穩(wěn)，吸振降噪，齒輪比范圍一般可達(dá)1:10。4.4.2同步帶的特點(diǎn)（1）傳動(dòng)精準(zhǔn)，運(yùn)行穩(wěn)定，傳動(dòng)比固定。（2）齒輪平穩(wěn)傳動(dòng)，緩沖效果好，噪音小。（3）傳動(dòng)效率0.98，明顯節(jié)能（4）易維護(hù)，無需調(diào)整地平，成本低。（5）速度系數(shù)可達(dá)10，線速度高達(dá)50m/s，功率傳輸范圍廣，從幾瓦到幾百千瓦。（6）適用于距離較遠(yuǎn)的傳輸，平均可達(dá)10米以上。4.4.3同步帶傳動(dòng)的主要失效形式在同步帶傳動(dòng)中常見的失效形式有如下幾種：（1）同步帶的承載繩斷裂破壞在操作過程中，由于脊髓損傷而使輸送帶斷裂，是一種常見的失效方式。失效的原因是功率傳遞，在承載纜繩的過載過程中出現(xiàn)了帶子，而造成了主機(jī)的斷線。（2）同步帶的爬齒和跳齒圖4.5同步帶承載繩斷裂損壞4.4.4同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則同步帶傳動(dòng)主要的故障模式包括：（1）皮帶支架繩子斷了（2）步帶漏動(dòng)、跳齒問題（3）齒面損耗因此，同步帶傳動(dòng)方案具有高抗拉強(qiáng)度且不易打滑，保證鋼絲繩不斷裂。4.4.5同步帶計(jì)算選型（1）設(shè)計(jì)功率功率的表達(dá)式如下Pd=KA×式中：-需要傳遞的名義功率；-工作情況系數(shù)，按工作情況系數(shù)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中的表格計(jì)算，選取=1.7。P（2）確定帶的型號和節(jié)距根據(jù)同步帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率PD和小帶輪的轉(zhuǎn)速N1，所用皮帶的型號和節(jié)距可根據(jù)同步帶選型表確定。其中，Pd=0.63kW，n1=61rpm。同步帶選用型號為H:，節(jié)距為：Pb=8.00mm（3）選擇小帶輪齒數(shù)Z1、Z2這應(yīng)該由同步帶上最小允許的齒數(shù)來確定。有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》確定小皮帶輪上的最小齒數(shù)為14。實(shí)際齒數(shù)應(yīng)該大于這個(gè)數(shù)據(jù)初值Z1=34，即大帶輪齒數(shù)為：Z2=i×Z1=2.5×Z1=50。故Z1=20，Z2=50。（4）確定帶輪的節(jié)圓直徑d1，d2小帶輪節(jié)圓直徑d1=Pbz1/π≈86.53mm（5）驗(yàn)證帶速v由公式v=πd1n1/60000計(jì)算得，v=其中，vmax=40m/s由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得。（6）同步帶帶長及其齒數(shù)確定=（7）基本額定功率的計(jì)算P可以知道=2100.85N，m=0.448kg/m。所以同步帶的基準(zhǔn)額定功率為=（8）計(jì)算作用在軸上力=4.4.6同步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分）（1）同步帶的節(jié)線長度在同步帶傳動(dòng)中，吊繩中心線的長度應(yīng)該是恒定的，也就是維持中心線的位置，它的圓周等于皮帶的標(biāo)稱長度。這是一個(gè)節(jié)線的長度，它是。同時(shí)，同步皮帶的間距也是一個(gè)很重要的參數(shù)。再者，帶節(jié)線長度太短，會影響帶齒與輪之間的正常嚙合,這一點(diǎn)需要引起高度注意。要求生產(chǎn)的同步帶在規(guī)定范圍內(nèi)的節(jié)線長度限制偏差。（2）帶的節(jié)距Pb按第三圖所示,在此基礎(chǔ)上，將同步皮帶上兩個(gè)相鄰齒輪上的相應(yīng)點(diǎn)所測得的大致長度，稱為同步皮帶的齒距。節(jié)距是區(qū)分同步區(qū)不同車型的一個(gè)重要參數(shù)。節(jié)距也決定了正時(shí)皮帶輪齒各部位的大小,因此節(jié)距要大一些會導(dǎo)致各帶段尺寸增大，負(fù)載能力也隨之提升。在同步帶系列中不同節(jié)距也被用于識別同步帶型號。此外，同步帶梯形齒的尺寸可參見《機(jī)械設(shè)計(jì)》，而螺距則是由鍛?？刂贫?。（3）皮帶的齒根寬度帶子兩側(cè)齒的交點(diǎn)與齒底輪廓的距離，以S表示，稱為帶根寬寬的芯部寬度使牙體抗剪切及抗彎能力增加，從而允許更大的切削載荷。圖4.6帶的標(biāo)準(zhǔn)尺寸齒圓角半徑大小對齒輪與砂粒嚙合有著顯著的影響。由于同步帶傳動(dòng)中，帶齒和帶輪的嚙合是非熔合齒的嵌合體，導(dǎo)致齒輪的齒的上角必然重疊,從而造成齒面的干擾與磨損。為保證齒口嚙合光滑,減少齒尖磨損,建議選用齒尖半徑較大者為宜。但和根系圓角半徑一樣,過大的上部圓角半徑也會減少有效的帶齒間接觸面積。因此,我們需要尋求一個(gè)平衡點(diǎn),讓圓角半徑的牙齒的咬合起到最好的作用。（4）帶的齒根圓角齒根轉(zhuǎn)角半徑r的大小，與齒根在應(yīng)用齒形過程中受力的集中程度有一定的關(guān)系。齒根具有較大的圓角半徑，能減小齒面受力的集中程度，使帶子的承受力得到提高。但凸輪角不能半徑過大，不然皮帶就會被損壞。輪齒有效接觸的面積不大，所以一定要選擇一個(gè)合適的數(shù)值來進(jìn)行設(shè)計(jì)。（5）扇形齒頂輻條圓角（6）齒形角帶齒與輪齒的咬合也因梯形帶齒面的角度大小而受到很大的影響。如果齒距角度過小，縱截面帶齒大致呈矩形，運(yùn)輸時(shí)帶齒無法順利滑入鏈輪槽內(nèi)，易發(fā)生磕碰。但過大的齒角容易使皮帶齒從鏈槽中滑出，從而使皮帶齒從鏈齒中跳過。4.4.7同步帶的設(shè)計(jì)在同步帶中，梯形齒和圓弧齒是同步帶最常見的。梯形齒同步帶的傳動(dòng)精度高，價(jià)格低廉，特別適用于轉(zhuǎn)速較低，傳動(dòng)功率較小的應(yīng)用場合。在這里選用梯形帶。帶的圖形如圖3.6。圖4.7同步帶4.5軸的設(shè)計(jì)4.5.1帶輪上力的計(jì)算軸上傳遞的功率=轉(zhuǎn)矩=955000030.63/150=1950110N.mm4.5.2材料可選軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。4.5.3計(jì)算軸的最小直徑d=7.066(1+0.15)=7.0661.05=8.1259mm將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取d=10mm4.5.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的外形結(jié)構(gòu)圖4.8軸的外形結(jié)構(gòu)取d78=38mm，L78=11mm。初選深溝球軸承D6204，其尺寸為dDB=204714，故d45=d910=204.6軸的校核檢查負(fù)載在傳動(dòng)軸薄壁部分的橫向偏轉(zhuǎn)。檢查傾角時(shí)，如果支架類型相似，當(dāng)齒輪箱安裝位置傾角小于極限值時(shí)，檢查支架反力最大時(shí)支撐點(diǎn)的傾角。根據(jù)規(guī)定，不需要檢查變速箱位置的傾斜角度。檢查齒輪偏度時(shí)，用最大力檢查，但大部分傳動(dòng)軸的中點(diǎn)偏差都可以檢查（誤差<%3）?？杉俣ㄖ睆较嗤?，采用統(tǒng)一口徑計(jì)算，當(dāng)各軸段直徑無明顯差異，計(jì)算精度不高時(shí)。一般情況下，計(jì)算花鍵軸傳動(dòng)軸只對抗彎剛度進(jìn)行驗(yàn)證，還必須計(jì)算花鍵軸對鎖緊一側(cè)的擠壓。計(jì)算彎折剛度可取也可取當(dāng)徑。通常，軸成為簡支梁，撓度和傾斜計(jì)算在集中負(fù)荷下見《材料力學(xué)》。各應(yīng)用負(fù)載撓度、斜率的識別與計(jì)算，然后將它們放在一起。注意標(biāo)記的目標(biāo)符號。代數(shù)棧具有統(tǒng)一的單位長度，而向量棧則沒有。強(qiáng)度分析后得到：T=9.55×10最大撓度：ω=?1535.7×426×I查《材料力學(xué)》許用撓度[y]=0.03×4=0.12mm；YB＜[y],所以合格4.7鍵的校核鍵和軸的材質(zhì)均為鋼，根據(jù)【4】表6-2所查到的許用擠壓應(yīng)力[σp]=100~120MPa,取其中間值，[σp]=110MPa。所述鍵的工作長度l=L-b=22mm-8mm=16mm，所述鍵與輪所述榖鍵槽的接觸高度k=0.5h=0.5×7mm=3.5mm。由[4]式（6-1）可以得到σT-傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；k-鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k＝0.5h，此處h為鍵高度，mml-鍵的工作長度，mm，圓頭平鍵l＝L-b，L為鍵的工稱長度，mm，b為鍵的寬度，mmd-鍵的直徑，mm；[σp]—鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa，見【4】表6-2；

QUOTE[σp]?鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPa,鍵【4】表6?4.8軸承的校核1．軸軸承的校核軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：T=9550受力2．根據(jù)受力分析和受力圖可以得出軸承的徑向力為:圖4.9軸承受力分析圖在水平面：在水平面：3．因?yàn)樵谶\(yùn)行過程中，軸承有中度的沖擊載荷，并且因?yàn)樗鼪]有受到軸向力，[4]表13-6查得載荷系數(shù)?p，取?p=1.2，則有：P=4．軸承的壽命計(jì)算：所以按軸承的受力大小計(jì)算壽命：L