（机械设计及理论专业论文）液力飞轮及其在快速自行车上的应用研究.pdf

舢咖洲圳唧 y 2 13 3 9 8 9 ad i s s e r t a t i o ni nm e c h a n i c a ld e s i g na n dt h e o r y s t u d yo nh y d r a u l ii n e r t i af l y w h e e l a n d f a s t r i d i n gb i k ec o n c e r n e d c a n d i d a t e ：l i ug u a n g s h e n g s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r l u a nz h e n h u i m e c h a n i c a le n g i n e e r i n gi n s t i t u t e a n h u iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y n o 16 8 ，s h u n g e n gr o a d ，h u a i n a n ，2 3 2 0 0 1 ，p r c h i n a 独创性声明 本，、声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外， 论文中歪包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 塞徵理三友堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并 表示谢意。 学位论文作者签名：j 鞋日期：世上 月上日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塞邀堡三太堂有保留、使用学位论文 的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于 塞徵垄三太堂。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位 论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名： 导师签名 刘广胜 1 签字日期：加廖年6 月6 日 签字日i 砂年占肌 1 7 目1 l 眇 摘要 摘要 经济的快速发展和城市化进程的持续推进使城市交通越来越拥挤，虽然很多 大城市都在公共交通的建设上投入巨资，改善人们的出行条件，如修建地铁、开 通快速通道、增加巴士数量。但是，随着人们生活水平的日益提高和时间观念的 逐渐增强，对出行的便捷性、快速化的要求越来越高。为了适应大众工作生活对 出行的需求，需要一种快速化、轻量化、环境友好的交通工具，从而减少路途时 间和疲劳，健康身心，提高工作效率，降低出行成本，避免拥挤，改善公共交通 环境。因此，研制种使用液力飞轮启动的快速自行车，作为人们出行工具具有 非常重要的意义。 论文主要对小轮自行车的典型结构进行了简单分析，在此基础上，对小轮自 行车的行进系统和结构进行改进，增加液力飞轮驱动系统，为骑行建立初速度， 实现车辆人力骑行的快速化，对改进后的液力飞轮启动系统组成元件进行设计计 算，深入解析了液力飞轮液力作用的过程，并对快速自行车的液力飞轮系统及其 组成元件、液力飞轮加速车辆过程、骑行蹬踏加速过程等建立数学模型，利用 m a t l a b 软件对液力飞轮系统进行了仿真研究，仿真结果表明，快速自行车的液 力飞轮系统有效地完成自行车的快速化。 对小轮自行车的快速化设计和研究，提高了现有自行车的速度，拓宽了自行 车的使用范围，为人们摆脱单一依靠汽车的中短途旅行提供了一种新思路，也为 其它非燃油车辆的研究和开发提供参考。对快速自行车的液力飞轮系统的研究、 理论推导及仿真研究，为液力传动理论在民用交通工具中的实际应用进行了有益 的探索。 图 3 4 表 5 参 2 7 关键词：快速自行车，液力飞轮，径向液力耦合，数学模型，m a t l a b ，仿 真 分类号：u 4 8 4 安徽理工大学硕士论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i di m p r o v e m e n to fc i t ya n df a s td e v e l o p m e n to fe c o n o m y , t h eu r b a n t r a f f i cf o rc i t i z e ni sb e c o m i n gm o r ea n dm o r ec r o w d e d f h eg o v e r n m e n th a si n v e s t e d m u c hi no r d e rt ob e t t e rt h ec o m m u n i c a t i o nc o n d i t i o n ，s u c ha sb u i l d i n gs u b w a ya n d s e p a r a t i n gt h ee x p r e s sa n da d d i n gm o r eb u s s e s t h e s eb e n e f i tp e o p l eb u tc a nn o t s a t i s f yt h o s ew h ow a n tt od r i v eq u i c k l ya n dc o n v e n i e n t l ya n y w h e r ew h i l el i f el e v e lh a s m a d eg r e a tp r o g r e s sa n dt i m eb e c o m e sm o r ea n dm o r ec o s t f u l t of i l lt h ed e m a n do f n e w d r i v i n gp e o p l e ，ak i n do fn e wa p p l i a n c ew i t hh i g hs p e e da n dh a n d t a k i n gs h o u l db e s e tu pt or e d u c et i m ea n dc o m f o r td r i v e rs oa st oe n h a n c et h ew o r k i n ge f f i c i e n c ya f t e r d r i v i n g t h i sn e ws e tw i l ln o tc o s tt o om u c hb u tr u ne a s i l yw h e nt r a f f i cia m s t h e r e s e a r c hw i l lr e f o r mt h eu r b a nt r a f f i cg r e a t l y s o ，t h es t u d yo fh o wt ob u i l dan e w k i n d o f f a s t t i d i n gb i k e ，w h i c hi se q u i p p e dw i t hh y d r a u l i ci n e r t i a w h e e l ，a n dm a k ei tp o p u l a r h a sg r e a ts i g n i f i c a n c e t h i sp a p e rm a i n l ya n a l y z e st h es t r u c t u r eo ft h ec l a s s i c t y p e b i c y c l ew i t hl i t t l e w h e e l b a s e do nt h i sa n a l y s i s ，t h eb e t t e r m e n to nm a r c h i n gs y s t ma n ds t r u c t u r eo fl i t t l e w h e e lb i k e ，n e wm o d e lh a sb e e nd e s i g n e da g a i n s tt h er a p i dd r i v i n g s y s t e ma n di t sp a r t s a l s o ，m a t h e m a t i c a lm o d e lo ft h es y s t e ma n dp a r t si se s t a b l i s h e da n dt h em a t l a b s o f t w a r ei su s e dt oc a r r yo u ts i m u l a t i o n t h es i m u l a t i o nr e s u l t si n d i c a t e st h a tt h ei n e r t i a w h e e ls y s t e md r i v et h eb i k er u n n i n g r a p i d l y b yt h ed e s i g na n dt h e o r e t i c a ls t u d yo nt h el i t t l ew h e e lb i c y c l ea n dt h ef a s tr i d i n g s y s t e m ，t h es p e e do fb i k ei se l e v a t e d t h i se x t e n d e du t i l i z a t i o nf o rt h eb i k ea n dp r o v i d e p e o p l ean e ws o l u t i o nf o rs h o r t m i d d l et r a v e l i ta l s oe s t a b l i s h e dar e f e r e n c ef o r d e s i g n i n ga n dr e s e a r c h i n gn o n o i lc a r t h ed e d u c i n gp r o c e s sf o rb a s i ct h e o r ya n d s i m u l a t i o nr e s e a r c ho fi n e r t i aw h e e ls y s t e mp r o v i d e sb e n e f i c i a le x p l o r a t i o nf o rt h e d e s i g no fh y d r a u l i cm a c h i n e f i g u r e 3 4 t a b l e 【5 】5r e f e r e n c e 【2 7 k e y w o r d s ：f a s tr i d i n gb i k e ，i n e r t i aw h e e l ，f a s tj o i n t ，m a t h e m a t i c a lm o d e l ， m a t l a b ，s i m u l a t i o n ， c h i n e s eb o o k s c a t a l o g ：u 4 8 4 1 1 目录 目录 摘要i a b s t r a c t 。i i 目录。i i i 引言i x 1 绪 仑l 1 1自行车分类、特点及组成1 1 2自行车发展现状及趋势3 1 2 1国内自行车发展现状4 1 2 2国内自行车发展的主要影响因素5 1 2 3国外自行车发展现状5 1 2 4国内外自行车发展趋势6 1 3自行车快速化技术概述7 1 3 1 液力飞轮概述7 1 3 2 快速启动的技术特征和技术基础8 1 4 本课题的立项依据、主要研究内容及研究意义1 0 1 4 1 国内自行车骑行现状与趋势1 0 1 4 2国内电动自行车的发展概况1 1 1 4 3 主要研究内容1 2 1 。4 。4 课题的研究意义1 2 1 5本章小结1 3 2 自行车驱动系统分析与快速化研究1 4 2 1 小轮折叠自行车的组成、优缺点及主要技术参数1 4 2 1 1 小轮折叠白行车组成1 4 2 1 2 小轮折叠自行车优缺点15 2 1 3 小轮自行车主要技术参数1 6 2 。2 自行车驱动系统分析17 2 3 自行车驱动系统的快速化方案确定1 7 安徽理工大学硕士论文 2 4 自行车驱动系统的快速化方案的计算及零部件设计1 8 2 4 1 液力飞轮的原理设计1 9 2 4 2 电机( 泵轮) 的结构1 9 2 4 3 涡轮的结构2 8 2 4 4自行车加速过程分析3 0 2 4 5 传动系分析3 5 2 4 6 车架结构3 5 2 5 本章小节3 7 3 快速自行车的数学模型3 8 3 1自行车驱动快速化系统的数学模型3 8 3 1 1 液力飞轮的模型3 8 3 1 2 直流电机的原始特性3 9 3 1 3 液力飞轮流量分析4 0 3 1 4 泵轮的速度分析4 2 3 1 5 涡轮的速度分析4 4 3 2 快速自行车的数学模型4 5 3 2 1启动4 5 3 2 2 人力骑行速度分析4 7 3 3 本章小结5 0 4 液力飞轮与快速自行车的仿真研究5 1 4 。1液力飞轮的主要元件仿真分析5 1 4 1 1 直流电机的原始特性5 1 4 1 2 泵轮仿真分析5 3 4 1 3 涡轮速度分析5 4 4 2 液力飞轮加速车辆的速度仿真5 6 4 3 本章小结5 9 5 全文总结与展望6 0 参考文献6 2 致谢6 4 目录 作者简介6 5 攻读硕士学位期间发表的学术论文6 5 v 一 安徽理工大学硕士论文 c o n t e n t s a b s t r a c t i i p r e a m b l e i x lp r e f a c e 1 1 1b i k ec l a s s i f i c a t i o n c h a r a c t e r i s t i c sa n dc o m p o s i t i o n 1 1 2b i k e sc u r r e n td e v e l o p m e n ta n df u t u r et e n d e n c y 3 1 2 1c u r r e n td o m e s t i cd e v e l o p m e n t 4 1 2 2m a i nf a c t o r si n f l u e n c i n gd o m e s t i cp r o d u c t i o na n dd e v e l o p m e n t 5 1 2 3c u r r e n td e v e l o p m e n ta b r o a d 5 1 2 4d o m e s t i ca n df o r e i g nd e v e l o p m e n tt e n d e n c y 6 1 3b r i e f o f b i k es p e e d i n gt e c h n o l o g y 7 1 3 1 b r i e f o f h y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e l 7 1 3 2c h a r a c t o ro fs t a r t i n ga n dr i d i n ga n dt r i g g i n g 8 1 4t h er e s o u r c e m a i nc o n t e n ta n ds i g n i f i c a n c eo f t h i sp a p e r 1 0 1 4 1c u r r e n ts t a t u sa n df u t u r et e n d e n c yo f d o m e s t i cb i k er i d i n g 1 0 1 4 2b r i e fo fe l e c t i c sb i k ed e v e l o p m e n ti n l a n d 11 1 4 3m a i nr e s e a r c hc o n t e n t 1 2 1 4 4 s i g n i f i c a n c e 1 2 1 5 b r i e f s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 1 3 2 r i d i n gs y s t e ma n a l y s i sa n dr e s e a r c ho f b i k ef a s t - r i d i n g 1 4 2 1 c o m p o s i t i o n ，c h a r a c t e r i s t i c a n dm a i nt e c h n i c a l p a r a m e t e r s o f m i n i w h e e lb i k e 1 4 2 1 1 c o m p o s i t i o no f m i n i - w h e e lf o l d i n gb i k e 1 4 2 1 2c h a r a c t e r i s t i co f m i n i - w h e e lf o l d i n gb i k e 1 5 2 1 3m a i nt e c h n i c a lp a r a m e t e r so f m i n i - w h e e lf o l d i n gb i k e 1 6 2 2 a n a l y s i so f b i k ed r i v i n gs y s t e m 17 2 3 s e t t i n gs c h e m eo ff a s t - r i d i n gs y s t e m 17 2 4 c o m p o n e n t ss e l e c t i o na n dc a l c u l a t i o nf o rt h ei m p r o v e dp r o g r a mo f f a s t r i d i n gs y s t e m 1 9 v i 目录 2 4 1 d e s i g nh y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e l 1 9 2 4 2d cm o t o rs t r u c t u r e 1 9 2 4 3 h y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e ls t r u c t u r e 3 0 2 4 4 s p e e da n a l y s i so fa c c e l e r a t i n gp r o c e s s 3 0 2 4 5 t r a n s m i t t i n gs y s t e ma n a l y s i s 3 5 2 4 6 d e s i g nb i k ef r a m e 3 5 2 5 b r i e f s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 3 7 3m a t h e m a t i c a lm o d e lo f h y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e la n df a s t - r i d i n gb i k e 3 8 3 1m a t h e m a t i c a lm o d e lo f f a s t - r i d i n gs y s t e m 3 8 3 1 1m a t h e m a t i c a lm o d e lo f h y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e l 3 8 3 1 2d cm o t o rc h a r a c t e r 3 9 3 1 3f l u xa n a l y s i so f h y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e l 4 0 3 1 4 s p e e da n a l y s i so f p u m p i n g w h e e l 4 2 3 1 5 s p e e da n a l y s i so f h y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e l 4 4 3 2m a t h e m a t i c a lm o d e lo f r u n n i n gs y s t e m 4 5 3 2 1m a t h e m a t i c a lm o d e lo f b i k es t a r t 4 5 3 2 2 s p e e da n a l y s i so f m a nr i d i n gb i k e 4 7 3 3 b r i e fs u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 5 0 4s i m u l a t i o no fh y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e la n df a s t r i d i n gb i k e 51 4 1s i m u l a t i o no f m a i np a r t 5 1 4 1 1c h a r a c t e ra n a l y s i so nd cm o t o r 51 4 1 2s i m u l a t i o no f p u m p i n gw h e e l 5 3 4 1 3s i m u l a t i o no f t u r b ow h e e l 5 4 4 2 s p e e ds i m u l a t i o no f h y d r a u l i ci n e r t i af l y w h e e ld r i v i n gb i k e 5 6 4 3b r i e fs u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 5 9 6 s u m m a r ya n d f o r e c a s t 6 0 r e f e r e n c e 6 ：! e x p r e s st h a n k st o 6 4 a u t h o ri n t r o d u c e 6 5 一v i i 安徽理工大学硕士论文 p a p e r sp u b l i s h e dd u r i n gs t u d y i n gt h em a s t e r sc o u r s e 6 5 v i i i 引言 引言 上班一族日常出行基本上利用公共交通工具，然而大城市的上班时间公共交 通工具往往拥挤不堪，大多上班族都在为出行发愁。当人们使用私家小汽车后， 城市的拥堵、尾气噪声污染等问题凸显，城市管理者鼓励和引导人们使用经济适 用的自行车交通，以此缓解城市公共交通的压力。 以深圳为例，深圳私家车拥有量约1 3 0 万辆，加上乘坐出租车，每天约有3 5 0 万人享有宽松空间出行。在工作日，乘坐公共汽车出行人数超过1 0 0 0 万，占市总 人口1 8 0 0 万近6 0 ，且出行时间集中在上下班时段，公交车总量约1 3 0 0 0 辆， 按全部上路每天行驶5 个周期计算，平均每车载客1 5 0 人次以上，超载现象严重。 所以迫切需要一种出行方案缓解公共交通的压力。目前的交通状况可以概括为以 下几点： ( 1 ) 拥挤不堪的公共交通； 地铁的额定承载人数为18 9 6 ，最多可容纳2 6 0 0 人乘坐，但是深圳地铁在上 班高峰时段的最大载客量超过3 2 0 0 人。1 0 米公交车的核定载客量为9 0 人，然而 实际上在早7 ：0 0 至8 ：3 0 市区公交巴士高峰路段乘车人数均超过1 5 0 。 ( 2 ) 堵塞的马路，难得的停车位； 随着城市居住人群自备车数量的迅速增长，路面行驶车辆越来越多。 a ) 道路行车平均车速越来越低，深圳市区平均车速已降至4 0 k m h 以下，部 分路段在l o k m h 左右。 b ) 交通阻塞现象经常出现，一旦路面施工或发生交通事故等，堵车在所难 免，各种抢道、违规超车等严重影响安全行车。 c ) 建设规划滞后，停车问题凸显，城市中心区停车往往一“位”难求。 ( 3 ) 飞涨的油价； 燃料油的供给越来越紧张，油价不断上涨，9 3 # 汽油已经由2 0 0 0 年的2 1 元 升变成现在的8 2 元升，机动车行驶费用在飙升。 ( 4 ) 北京，上海，广州，深圳等人口超千万的大城市在道路规划建设的时候 都设有专用的自行车道并远离机动车道，方便自行车行驶。 中国是“自行车王国”，自行车的保有量居世界第一，产销量约占世界总量的 6 0 【l 】。但是，自行车的速度太低，不能满足城市的快节奏生活的要求，通勤自 行车的研究和发展停留在简单机械的水平上。本研究拟拓展思维，采用惯性飞轮 和液力技术结合，进行工业技术民用化，大型设备的小型化，系实用科技创新研 安徽理工大学硕士论文 究。现在已经有很多上班族选择自行车出行，但是路一l 消耗的时间太多。本文将 为人们提供一种速度近汽车，轻便如折叠自行车，且无需象汽车消耗大量石油资 源的交通工具。本研究将很大程度上提高骑行速度，减少路途时间。装备液力飞 轮的快速自行车有诸多优点，如携带停放方便，维护不需专用工具，节能环保等。 x 1绪论 1绪论 摘要 ：本章主要介绍了普通自行车分类、技术要求、国内外发展现状、影 响发展的因素以及发展趋势；对快速自行车技术及液力飞轮作简单介绍；在此基 础上阐述本课题的来源、立项依据、主要研究内容及研究意义。 1 1自行车分类、特点及组成 十八世纪初期，自行车的雏形在欧洲形成，并在十九世纪末传入中国【2 j 。白 行车是人f 1 日常出行的重要工具，随着经济的发展，自行车的无噪音、无污染、 重量轻、结构简单、造价低廉、使用和维修方便，使其数量和使用人群不断扩大， 在日常生活中的地位越来越重要。自行车是以骑车人体力为动力而驱动车轮在地 面上行驶的一类机械的总称。它包括单轮、两轮乃至多轮的各种形状、结构装置 的骑行车辆。我国出口自行车一般以天津、江苏、广东、上海等省市为主【3 j 。产 品销往欧、美、非洲等7 0 多个国家和地区。特别是欧美国家，为了创造适合人和 动物生存的清洁环境，减少动力运行产生的废物对环境的污染，鼓励人们在日常 出行时尽量少开车，多乘坐公共交通工具和骑自行车出行，这在一定程度上推动 了自行车产业的发展。 按自行车的结构方式和用途，自行车分为三类：比赛自行车、展示自行车和 旅行自行车。比赛自行车通常包括场地自行车、公路自行车、越野自行车等，展 示自行车主要有广告自行车、独轮车和特技小轮车，通勤车、多轮车、多人骑行 车、折叠自行车等则属于旅行自行车的范围，近年来电气化技术的进步衍生出一 种电动辅助人力的助力自行车，如电动自行车【4 】。 普通折叠自行车如图1 所示，结构简单，但通常速度较慢，而电动自行车速 度虽快，却略显笨重，如图2 所示。 图1 普通折叠白行车 f i g 1 g e n e r a lf o l d i n gb i k e 图2 电动自行车 f i g 2 e l e c t r i c sb i k ee n t i t ys c h e m a t i cd r a w i n g 安徽理工大学硕士论文 白行车的结构包括基本部件和附属部件。基本部件有车架、前叉、车把、前后 中轴、链条、飞轮、鞍座、车闸等。附属部件有链罩、衣架、支架、车铃、车锁 等。自行车的规格可根据车轮的大小分为1 2 ”、1 4 ”、1 6 ”、1 8 ”、2 0 ”、2 2 ”、2 4 ”、 2 6 ”、2 7 ”、2 8 ”九大系列产品。自行车生产和销售一般按以上种类、规格型号进行 划分。 在自行车生产中，由于各厂家设备和技术条件不尽相同，所以无论是零部件 的制造，还是整车组装，生产工艺流程都不完全一样。但就其采用的制造工艺而 言，大体相同。主要工艺有金属切削、冲压、焊接、热处理、电镀、涂漆、氧化 处理等。根据自行车的结构特点，自行车产品有其特定的质量标准，包含检验项目、 质量指标和试验方法。质量标准是质量检验的依据，对于进出口自行车，一般采 用国家标准和专业标准双重要求。参考常用标准有g b 3 5 6 5 - 9 3 自行车安全要求、 g b t 3 5 6 6 9 3 自行车装配要求等。标准有强制性和推荐性的划分，其中锐边、 突出物、车闸、把立管、把部件的强度为强制性标准。需要实验鉴定的有制动系 统的强度、制动性能、车把部件的强度、 荷、鞍座调节夹紧强度和链条拉断力等， 车架前叉组合件的冲击、驱动系统静负 新国标提出对车把部件、前叉、曲柄组 合件和鞍管进行动态交变负荷试验5 万次，对于车把和鞍管，还需进行施加同相力 和异相力各5 万次的试验，脚蹬动态试验1 0 0 万次。车把经正确调整后，应在正前 方位置的左右两侧各不小于6 0 。的范围内转向灵活，轴承处不应出现紧点、僵呆 或松弛现象。一只脚蹬处于最低位置，自行车倾斜2 5 。脚蹬上的任何零部件不触 及地面，蹬踏脚蹬到前轮胎或前泥板最近处的间隙应不小于8 9r a i n 。快速自行车还 要满足附加装置不能影响自行车的正常骑行与制动的要求。 白行车车把和前又有两个作用。第一个作用是支承前轮所受的重量，第二个 作用是将车把转向动作传送到前轮，使自行车能按骑者的意愿方向行驶。前叉装 在车架前管内，能在管内灵活转动，前叉的上端与车把紧固地连结在一起，下端 与前轴通过螺栓紧固连接。 前轴是承受由前叉传来的自行车本身及骑车者的部分( 约4 0 ) 重量，后轴承受 由立管和平叉传来的自行车本身及骑车者的一大部分( 约6 0 ) 重量；中轴是传动 机构，承受骑车者的脚踏力量。驱动力通过脚蹬、曲柄、链轮、链条和飞轮传到 后轮，驱动全车前进。脚蹬承受骑车者的蹬踏力，然后通过传动机构驱车前进。 在运转中脚蹬本身能自转，以保持脚掌用力位置的不变，脚蹬的结构与规格是否 合适，将直接影响到骑车者的放脚位置是否舒适，足胫关节和小腿肌肉的作用状 况是否最佳。 2 1 绪论 飞轮有两个作用，一是当骑车者用力踏动脚蹬时，飞轮能将踏力传到后轴上， 推动全车前进；二是在行驶途中当骑车者不踏动脚蹬时，自行车因受惯性继续前 进，但飞轮并不随着后轴转动，脚蹬也不旋转，可使骑行者获得休息的时间和便 于上下车。 车轮是承受自行车本身和骑车者的全部重量和推动自行车前进及转向，因此 必须具有足够的强度，以免在行驶中受到震动发生折断，同时要求车轮必须圆正， 可保持在旋转平稳，此外，车轮结构要有适当弹性，以增强避震性，提高骑行者 的舒适性。 鞍座是承受骑车者体重的部件，要有足够的强度和弹性，不同型号的自行车 对鞍座的要求也不完全一致，对鞍座的要求是坚固、舒适，既能使骑行者提高输 出功率的作用，同时减少骑行者的疲劳，提高行驶性能。 闸是保证骑行安全的关键部件，有普通闸、钳形阐、触闸、抱阐、涨闸、脚 闸、盘闸等多种结构形式，但不管何种结构，都要切实保证达到制动性能的要求。 1 2 自行车发展现状及趋势 1 8 1 6 年，德国的德赖斯发明了用木头制作但没有驱动机构的两轮自行车，靠双 脚蹬地行驶；1 8 4 0 年，苏格兰的麦克米伦研制了一辆由曲柄连杆机构驱动后轮的 金属框架自行车；1 8 6 1 年，法国的米肖父子改善自行车的结构，加大前轮、减小 后轮，并在前轮上装有曲柄和能转动的踏板的自行车，并于1 8 6 7 年在巴黎博览会 上展出，曾一度掀起自行车热。1 8 6 9 年，英国的雷诺首先用辐条来拉紧轮辋，用 钢管制成车架，并首先在轮辋上装上了橡胶带，很大程度地减小了自行车的重量； 1 8 7 4 年，英国的劳森开始在自行车上采用链条传动结构，这种结构已经和现在的 自行车基本相同。1 8 8 6 年英国的斯塔利在自行车上装上车闸，使用滚子轴承，又 将前轮缩小，使前后轮大i j , $ h 同，并将钢管组成菱形车架；1 8 8 8 年，英国的邓洛 普成功地将充气轮胎应用在自行车上，显著地提剐4 1 。 随着自行车功能的不断完善，使用人群和自行车的产销量也在不断增长。1 9 2 5 年世界自行车产量近2 0 0 万辆，以英国等欧洲国家为主要的输出国。其后的2 0 年自 行车工业得到广泛的发展，结构上也有了改进和提高。第二次世界大战后，汽车 工业高速发展，白行车生产受到影响。但到二十世纪7 0 年代，由于出现能源危机， 世界上再次出现自行车热，自行车工艺又得到飞速发展。至8 0 年代，自行车年产 销量已超过八千万辆，中国、日本、美国和西欧成为世界自行车生产中心。 3 安徽理工大学硕士论文 1 2 1 国内自行车发展现状 中国是人口大国，也是自行车的王国。我国自行车的发展主要经历了三个阶 剐5 1 。 第一阶段( 引进阶段) ：1 8 6 8 年1 1 月，上海首次由欧洲运来几辆自行车， 是一种人坐在车上，两脚蹬地引车而走的业余消遣的娱乐性代步工具。1 8 7 4 年， 法国人米拉从日本把人力车输送到上海，这种车称为“东洋车”，因被涂成黄色， 所以又叫“黄包车”，成为富人代步工具。1 8 9 7 年，中国开始从英国进口自行车； 原来设摊修理马车、人力车的诸同生，于光绪二十三年选址南京路( 今南京东 路) 6 0 4 号，开办了同昌车行，经营自行车及零配件。1 9 0 0 年，上海有惠民、曹顺 泰等六七家车行，开始销售自行车及零配件，边卖边修。随后，上海兴起了人力 车的修、租、贩等行业，为2 0 世纪自行车的发展打下了良好的技术基础。 这一阶段自行车的主要特点是：国内自行车生产和维修系统尚未成形，白行车 技术处于研制和推广时期，使用人群有限。 第二阶段( 国产化生产阶段) ：1 9 3 7 年，日本人先后在中国上海、天津和沈 阳三地开办自行车制造厂，但产量极少，第一次世界大战结束后，邮电事业发展， 自行车作为邮差的交通工具，需求激增。上海自行车厂( 上海永久股份有限公司 前身) 的成立，使中国有了自已品牌白行车生产企业；由此开创并演绎了中国自 行车行业历史上最辉煌的篇章，引领了几代中国人的自行车消费时尚，堪称中国 自行车行业的一面先锋旗帜。直到上世纪8 0 年代，以“永久、凤凰、飞鸽、红旗、 金狮”国内白行车行业五大品牌企业为首，我国共有自行车制造厂6 0 余家，自行 车零部件厂千余家，基本上形成了完整的生产体系。 这一阶段自行车的特点是：技术基本成熟；使用人群不断扩大；但结构形状 比较单调，成本和价格较高。 第三阶段( 外资、合资生产阶段) ：上世纪九十年代至今，随着中国改革开 放的不断深入，自行车的生产发生了巨大的变化。外来品牌的进入，! z r l ：g i a n t 捷安特、m e r i d a 美利达、t r e k 崔克，传统的样式被王i 光十色的新款式自行车代 替。特别是捷安特从进驻内地后基本上每年都是排名第一，产生了轻便车、折叠 车、山地车、变速车、赛车等各种车型。过去自行车单一的实用功能衍变出运动、 游戏等功能。近年来，铝合金、钛合金、碳纤维等新兴材料的使用，自行车电动 化的出现，是自行车的划时代的标志。目前，我国自行车的设计与制造水平已相 1绪论 当先进，无论材料和加工工艺都接近世界先进水平。 这一阶段自行车的特点是：设计水平和制造工艺先进，骑行轻松，车辆结构 完美；功能完善；国际新技术和新材料被用于研发和生产。 经过三阶段的发展，我国自行车的设计、生产和推广使用进入了一个较高的 水平，基本与国际先进水平同步。 1 2 2 国内自行车发展的主要影响因素 自行车在过去的1 0 0 年里，发展非常迅速。由于我国的经济发展水平和交通 建设相对落后，公共交通拥挤，人们的中短途旅行