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1、 课程设计说明书 跑步式自行车的结构设计 院(系) 专 业 机械制造设计及其自动化 班 级 08机械二班 学 生 指导老师 2011年1月12号 课程设计任务书1. 设计题目 跑步式自行车的结构设计 2. 应完成的项目 (1) 跑步式自行车的结构设计 （2）跑步式自行车的传动系统 （3）跑步式自行车的导向系统 3. 参考资料以及说明 （1）日本工业标准（JIS）D94211997 （2）中华人民共和国行业标准 自行 车工业标准 （3）周良德编著 现代工程图学第二 版 湖南科学技术出版社 2008年8月 （4）濮梁贵主编 机械设计第八版 高等教育出版社 摘要跑步式自行车具有两个车轮，是依靠跑步者
2、脚带动后轮驱动的一款健身设备。是在其普通自行车上加以改装的产品。具有经济，实惠，方便等特点。本文运用机械原理，机械设计等科学知识，结合国内外有管跑步式自行车设计前沿知识，初步设计了跑步式自行车结构设计原理。关键词 跑步式自行车 结构设计 1.自行车构造特点分析 自行车的车架，轮胎，脚踏，刹车，链条等众多部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所受的的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可分为导向系统，传动系统，制动系统。1，传动系统：由脚蹬，中轴，链轮，曲柄，链条，飞轮，后轴，后轮等部件组成。人的脚的蹬力是靠脚蹬通过曲柄，链轮，链条，飞轮，后轴等部件传动的，从而使自行
3、车不断前进。2，导向系统:由车把，前叉，前轴，前轮等部件组成。乘骑者可以通过操纵车把来改变行驶方向并保持车身平衡。3，制动系统：它由车夹部件组成，乘骑者可以通过它使行驶的自行车减速，停驶，确保安全。从以上三个系统中得各部分工作部件的结构特点考虑和所收集的资料分析，运用外观设计理论知识，机械设计原理知识，我总结出自行车主要结构特点：1，以中轴带动轮驱动而得到向前的驱动力。2，车身结构用以安装中轴，飞轮等部件。3. 车轮以编条缠绕2.设计构想 根据所总结出来的结构特点，我和同组成员提出了多种跑步式自行车设计方案构想：随着人们的物质水平的提高，在这个精神需求越来越高的现代，我们设计的跑步式自行车一定
4、要尽量使美观和质量得到最大得表现，所以我们的构思是：在保持个部件功能的前提下，首先在美观上，设计出一款时尚的自行车，然后在质量改善材料并做结构上的突破设计.我设计的跑步式自行车，通过铰链形式的两个长踏板的上下往返运动来实现飞轮的转动从而实现后轮的驱动。跑步式自行车的前叉部件在自行车结构中处于前方部位，他的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统，可以使前轮改变方向，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。前叉部件的受力情况属于悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。3.刚度强度校核计算1，导向系统校核计算： 车把前轴刚度校核
5、计算：T=0.5m轴的许用切应力轴在全长上的扭角不能超过1，钢的切变模量G=8强度要求，应使强度要求，应使=d=10.7mm扭转的刚度要求，应使d=mm=11.5mm所以取d为11.5mm时，而实际轴直径为25mm,因此刚度符合要求。2.传动系统校核计算：脚踏中轴强度计算：轴的转数n为轴的材料采用45号钢时，,所以轴的强度符合实际要求，它的设计是安全的。主动轴刚度校核计算：T=0.25m轴的许用切应力轴在全长上的扭角不能超过0.5，钢的切变模量G=8强度要求，应使扭转的刚度要求，应使 扭转的刚度要求，应使d=mm=11.5mm所以取d为11.5mm时，而实际轴直径为25mm,因此刚度符合要求。
6、3.传动系统校核计算：脚踏中轴强度计算：轴的转数n为轴的材料采用45号钢时，,所以轴的强度符合实际要求，它的设计是安全的。传动比的计算根据一般自行车齿轮数进行选择：大齿轮数32，小齿轮数17齿轮比：主动轮对被动轮的齿数比G：齿轮比 C:主动轮齿数 F：被动轮齿数G=1.88 传动比：齿轮比乘以后圈直径D:传动比 B:后圈直径D=GB=1.88524=1018.96传动行程：每踏一周，车子向前运动的距离。M：传动行程M=D=1018.963.14=32005.材料的选择： 车架采用超轻抗阻的低合金钢管和流线型钢管制造，并将辐条制成扁流线型的。低合金钢管是：低合金高强度结构钢：含碳量为0.1%-0
7、.25%,加入主要合金元素锰、硅、钒、铌和钛等；它的含合金总量3%。碳纤车架：轻,而且能吸收地面的冲击、素材的反拨力快等，是理想的自行车车架素材。碳纤维的等级，吨数越高弹性也越高，价格也贵。制造方法有几种，例如在模具上沾上粘合剂，重叠碳纤维，热处理、凝固、成型等。外胎采用软边胎，断面较宽着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。外胎上有花纹，可以增加与地面的摩擦力。7.润滑剂的设计滚珠轴承的润滑我们的自行车关键是后轮的后叉装置，它除了起到支撑后轮的作用，还起到了参与了后轮的传达，所以对与滚珠的润滑相当重要，在各种资料的搜集中，我们认为普遍常用的2号钙基润滑脂润滑是较为适合自行车润滑的。齿轮盘的润滑然
8、后齿轮的传动装置，在润滑方面也要重点考虑。齿轮盘的摩擦为滑动摩擦和滚动摩擦的混合摩擦，大部分处于边界润滑状态，因此对润滑的要求比较高，一定要用粘附性和润滑性较好的润滑油润滑，最好用粘度较大的润滑油（40粘度10-20mm2/s），但一般也用和向三轴加的同样润滑油，这样较为方便。 结 论通过本次的毕业设计，使我能够对书本的知识做进一步的了解与学习，对资料的查询与合理的应用做了更深入的了解，本次进行工件的工艺路线分析、工艺卡的制定、工艺过程的分析、铣镗钻夹具的设计与分析，对我们在大学期间所学的课程进行了实际的应用与综合的学习。 致 谢 首先，我要感谢我的毕业设计指导老师秦横峰老师。在毕业设计中，他
9、给予了我学术和指导性的意见。我万分的感谢他给我的宝贵的指导意见和鼓励。同时，我深深感谢我的专业课老师们。在他们的课堂上，我受益匪浅，得到了不少对我论文有帮助的知识和想法。我也非常感谢我的父母。在学习和生活上，他们一直都很支持我，使我能全身心地投入到学习中。最后，很感谢阅读这篇课程设计的人们。感谢您们抽出宝贵的时间来阅读这篇毕业设计。 课程设计说明书1课程设计任务书2摘要41.自行车构造特点分析52.设计构想63.刚度强度校核计算71，导向系统校核计算：72.传动系统校核计算：8主动轴刚度校核计算：83.传动系统校核计算：9脚踏中轴强度计算：9传动比的计算105.材料的选择：107.润滑剂的设计11结 论12致 谢12
