自行车发电机的设计课件

一、工业设计过程,郑州轻工业学院,设计过程,产品改进,设计任务书,功能设计,可行性研究,调查研究,包装出厂,装配检验,设计零部件,结构设计,各种试验,用户反馈,生产加工,设计图纸,外形设计,设计计算,确定材料,郑州轻工业学院,（一）设计任务书,设计折叠自行车一辆。 使用目的：旅行携带方便，可以放在背包中或汽车的后背箱中。 要求如下： 1、折叠后的体积500x400x300。 2、自行车自重5-7kg。 3、销售价格500-700元左右。 4、设计时间：60天。 5、样品制作时间180天。 6、产品上市时间12个月。,郑州轻工业学院,（二）市场调研,主要车型： 1、规格有28、26、24、22、20、18、16英寸。 2、有横梁和斜梁。 3、有公路自行车、山地车和普通自行车 生产厂家 飞鸽、永久和凤凰；捷安特、美利达 美国的TREK（崔克），意大利“三巨头” （Colnago、Pinarello、De Rosa） 产量：2010年 8159.8万辆 价格：150元至几千元不等,郑州轻工业学院,自行车的构造,郑州轻工业学院,自行车的构造,1、行走部分 包括内胎、外胎、车圈、车条、花鼓、轴承、车轴等。 2、转向部分 车把、前叉等 3、动力部分 包括主动链轮、后飞轮、链条、大拐、脚蹬等。 4、乘坐（驾驶）部分 5、车架部分（包括减震系统） 6、制动部分 7、其他部分 包括支架、后货架、车筐，车铃和车灯等。,郑州轻工业学院,自行车,郑州轻工业学院,2、功能设计,完成设计的主要功能，作各种试验、实验数据的分析,郑州轻工业学院,确定自行车的参数,1、自行车负重100-150kg 2、骑行速度10-15km/h。 3、确定自行车车轮的直径（根据设计任务书的要求确定）。 4、确定自行车座的高度（根据人体工程学的要求确定）。 5、确定两轮的中心距（根据折叠要求确定）。 6、确定自行车的传动方式（连传动）。 7、确定脚踏曲柄的中心高度和半径。 8、确定自行车的车把宽度（根据折叠方式确定）。,郑州轻工业学院,a、确定基本参数：,负重：100Kg，最大150 Kg 身高：1500-1850mm 自重：5-10 Kg 车速：20公里/小时 体积：500X400X300 登车频率：60次/分,郑州轻工业学院,b、确定规格 400/25.4=15.75 14英寸或更小。 c、确定折叠次数 26自行车的外形尺寸：1650X560X1200，轮距：1000 车轮和车把需不需要折叠，最多折叠两次。 d、确定折叠部位 前插、横梁、车座 e、确定折叠结构 铰链式结构，不用工具快速拆卸结构、连接方式（大部分连接为螺纹连接）,郑州轻工业学院,f、确定传动方式（计算） 以26自行车计算： 车轮直径为=25.4x26=660 旋转一周的距离=660x3.14=2073 自行车的脚踏频率60次/min 2073x60=124419/1000=124.4M 后飞轮z=16齿 前链轮48齿 3x124.4=373.26x60min=22395.5M/h 作各种试验,郑州轻工业学院,3、结构设计,各种计算：包括速度、强度、寿命、可靠性、稳定性等。 设计应遵守行业标准，符合各种机械标准（使用机械设计手册等工具书） 选择零件的材料、表面处理方法 选择标准件，外购件 绘制加工图纸（零件图、装配图） 数字化虚拟样机 设计结果的测试，产品鉴定。,郑州轻工业学院,折叠自行车,郑州轻工业学院,4、优化设计,1）结构优化 设计结构和材料的形状和定尺优化等。 a、设计结构 单件生产、适合不适合大批量生产。 如不同直径的阶梯轴如果大小直径相差太大即浪费材料又浪费加工时间。 根据材料的性质不同设计结构，如钢筋水泥即解决抗拉又解决抗压的问题，抗压不抗拉， b、型材的形状结构 常用的型材有角铁、槽钢、工字钢、圆管、方管、矩形管等。 c、材料定尺优化,郑州轻工业学院,2）材料优化,不同的材料的性能和价格是不同的。,郑州轻工业学院,3）加工工艺优化,零件的加工顺序，以链轮为例，在材料，热处理方面的试验,郑州轻工业学院,4）外购标准化零部件优化,选择最常用的标准化零件，其价格较低，如轴承：常用的型号6204，6104等,郑州轻工业学院,5、外形设计及包装设计,确定产品的外形,涂、镀和色彩。 确定产品包装形式、包装材料。 编写技术文件。 设计说明书、使用标准、使用说明书、安装图纸。,郑州轻工业学院,符合要求的折叠自行车,郑州轻工业学院,二、设计完成后绘制出图纸,1、绘制装配图 功能：用于自行车的装配、维修和使用。 2、绘制需要加工的零件图 用于零件的加工、检验等。,郑州轻工业学院,自行车的设计过程中会用到机械制图、计算机绘图、理论力学、材料力学、机械原理、机械零件、金属材料及其热处理、公差与技术测量、优化设计等课程的内容。 自行车的制造过程中会用到，机械加工工艺学、刀具、机床的工作原来和加工方法等内容。,郑州轻工业学院,其他自行车,郑州轻工业学院,郑州轻工业学院,郑州轻工业学院,自行车各部分使用的材料和加工方法,车架 钢管25X2 Q235（20）焊接 车圈 铝合金（碳钢） 滚压成型 大盘（50） 220X5 碳钢45 冲压成型 飞轮（16） 75X15 碳钢45 热锻 淬火 车档 GCr15 热锻 淬火+回火 支架弹簧 70 淬火+中温回火 车胎 橡胶 模具成型 车把套 橡胶（塑料）模具成型 链条 链板：40Mn 45Mn 销轴：30CrMnTi 20CrMnMo 滚子：10#钢 20#钢 套筒：10#钢 20Mn 链板淬火+回火,郑州轻工业学院,问题 1、自行车有几个组成部分？ 2、自行车怎样设计骑行最省力。影响自行车骑行速度主要因素是什么？ 3、自行车为什么要用轮胎，且需要充气，能不能不用，又没有替代方法？ 4、自行车车把的宽度能不能缩小，缩小后有什么影响？ 5、自行车车架都是圆管的，为什么？方管行不行？ 6、自行车骑行过程中是往前走的，不蹬时或倒蹬时，还往前走，为什么？ 7、自行车是怎样连接的，螺纹连接、焊接。 8、自行车使用什么材料，这些材料的主要性能和特性？ 9. 自行车用什么传动的？有没有其他替代方法？,郑州轻工业学院,