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折叠式自行车的结构设计【三维PROE】【全套10张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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关键词：: 折叠式自行车结构设计三维 proe 全套 cad 图纸毕业论文原创资料

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摘要

本题目是折叠式自行车，休闲娱乐类自行车,为主要设计对象，设计出可折叠式，动力由两个人共同提供，并且使用寿命长，容易维修，可在路面长时间行驶，安全性能高的自行车。对象多为亲子或者情侣，因此应达到省力，美观，可营造出温馨浪漫的气氛。

折叠式自行车在现今市场上依旧比较少见，其原因主要在于其市面已有结构设计部分不合理，使用的稳定性不高。，至此导致市面上多为折叠式自行车较为少见。此次课题设计，力求设计出优于市面原有的产品，完善折叠式自行车的缺点，真正意义上的让折叠式自行车推广出来。

关键词：自行车，折叠式自行车，健身，机械设计

Abstract

This topic is folding bicycle, bicycle for leisure and entertainment, as the main design object, design a common folding, power provided by the twoperson, and long service life, easy to repair, but the road long time, high safety performance bicycle. Objects are parent-child or lovers, and should therefore be to saving, beautiful appearance, can create a warm and romantic atmosphere.

Folding bicycle in the current market is still relatively rare, the main reason is that the market has been part of the structural design is unreasonable, the use of stability is not high. Now on the market, leading to a relatively rare for folding bicycle. This topic design, and strive to design better than the market existing products, improve the folding bicycle shortcomings, the true sense of the folding bicycle spread out to.

Key Words: bicycle, folding bike, fitness, mechanical design

摘要2

Abstract3

目录4

第1章绪论5

1.1 课题研究背景5

1.2 课题研究目的6

1.3课题的意义6

1.4 种类发展现状7

1.5 自行车的设计分析12

第2章人体工程学与自行车设计17

2.1 设计原则17

2.2 人机工程设计设计19

2.3 影响自行车性能的人体因素20

2.4 自行车设计结构要素分析22

2.5人一车动态特性分析25

第3章折叠式自行车总体方案27

3.1折叠式自行车的构成27

3.2 折叠式自行车方案设计28

第4章折叠式自行车机械部分计算29

4.1功率的计算29

4.2传动比30

4.3前后链轮之间的链传动设计30

4.3.1 设计要求30

4.3.2 设计过程30

4.4 轴的设计33

4.4.1链轮上力的计算33

4.4.2材料33

4.4.3计算轴的最小直径33

4.4.4轴的结构设计33

4.5轴的校核34

4.6键的校核35

4.7 轴承的校核36

第5章三维图的设计38

结论43

参考文献45

致谢47

第1章绪论

1.1 课题研究背景

自行车价格较为廉价，已然普遍到各家各户，随着“时尚、运动、健康、绿色、环保”理念的深入人心，自行车类产品的设计、材料、工艺、款式也跟随市场需求，新材料、精加工、巧构思、高品质和高附加值的自行车精品不断涌现。自行车不但成为人们的代步交通工具，而且进入运动、休闲、娱乐、时尚领域，并融入更多的科技、文化元素，成为所有家庭的必备用具。自行车发展，在使用功能上说变化已很少了，现代自行车的主要发展在于车架的造型行变化，表面的处理如烤漆、商标的变化使其外观更美；对自车上的每一个零件进行精雕细琢的改进，使其更合理、美观；对自行车的材料上的选用与开发。由此致使自行车功能上的变化也没有很大的改变。

现今，我国经济基本处于长期较快稳定的发展，有广阔的资金投入城市化建设，其中有一大部分投入到公益社会文化建设，其中，城市公用自行车既是城市建设的一个重要的投资点。而课题设计的折叠式自行车可让如今越来越淡薄的人与人之间相互拉近彼此距离，符合现今城市建设精神建设的主要需求。相信该课题的研究尤其良好的发展前景，也有其一定的社会意义与社会价值。

三维截图 (1).png

三维截图 (2).png

三维截图 (3).png

折叠自行车的设计.png

后轮组装图.png

车架组件图.png

车座组件.png

车插.png

后轴.png

连接杆.png

套筒1.png

套筒2.png

轴承端盖.png

开题报告.png

内容简介：: 广东技术师范学院天河学院本科毕业设计开题报告题目：折叠式自行车的结构设计系别：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：指导教师：年月日- 11 -本科毕业论文开题报告系别机电工程系专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号联系方式题目折叠式自行车的结构设计一、选题背景（社会需求、生产实际的需求及必要性等）自行车价格较为廉价，已然普遍到各家各户，随着“时尚、运动、健康、绿色、环保”理念的深入人心，自行车类产品的设计、材料、工艺、款式也跟随市场需求，新材料、精加工、巧构思、高品质和高附加值的自行车精品不断涌现。自行车不但成为人们的代步交通工具，而且进入运动、休闲、娱乐、时尚领域，并融入更多的科技、文化元素，成为所有家庭的必备用具。自行车发展，在使用功能上说变化已很少了，现代自行车的主要发展在于车架的造型行变化，表面的处理如烤漆、商标的变化使其外观更美；对自车上的每一个零件进行精雕细琢的改进，使其更合理、美观；对自行车的材料上的选用与开发。由此致使自行车功能上的变化也没有很大的改变。现今，我国经济基本处于长期较快稳定的发展，有广阔的资金投入城市化建设，其中有一大部分投入到公益社会文化建设，其中，城市公用自行车既是城市建设的一个重要的投资点。而课题设计的折叠式自行车可让如今越来越淡薄的人与人之间相互拉近彼此距离，符合现今城市建设精神建设的主要需求。相信该课题的研究尤其良好的发展前景，也有其一定的社会意义与社会价值。二、课题设计2.1课题的内容本题目是休闲娱乐类自行车,双人并排坐自行车为主要设计对象，设计出可同时容纳两个人并排乘坐，并驾驶，动力由两个人共同提供，并且使用寿命长，容易维修，可在路面长时间行驶，安全性能高的自行车。对象多为亲子或者情侣，因此应达到省力，美观，可营造出温馨浪漫的气氛。课题的主体内容有：1.资料的收集通过网络，图书馆，实地考察，进行了解，并综合相关信息。掌握相对的市场行情，确定课题的研究社会意义及社会价值，知晓相关产品的工作原理及设计，从而应用到本课题之中，做到保证本课题设计成果的时效性与先进性。并又前期调查的总结，确定设计的主要方向，为接下来的设计工作做足准备。2.设计方案的选择经上步骤确定课题设计的双人并排坐自行车要点在：a.保证该自行车运行时双人在体重较为悬殊时的行驶平衡b.符合人体工程学，能达到省力，轻松驾驶c.安全性能高，方便维修d.制造成本低，材料耐用，便于普及e.造型美观，引人注目，适合各年龄阶层经由上述要点确定相关设计方案，不同的问题采取不同的应对方案：a. 采用三轮或四轮驱使机构，保证自行车的运行平稳b. 对于人体工程学，将经过严密的重心计算，确定合理的结构，参考已有的自行车进行机构设计c. 采用合理的结构设计，控制车身大小，注重细节设计，多用自然圆角过度，轮胎设计合理，保证行驶平稳，适当增加吸振机构d. 调查市场上常见的自行车，参考其材料选择，确定相应的材料，要求成本低与坚固耐用耐磨，并且普及e. 利用网络媒体，学习概念自行车设计，设计出适应该车对象的外观，并注重外表配色多样化 3.设计工作的展开通过相关的资料以及之前步骤的准备，以及已经确定到的方案，进行结构设计，精密计算，合理优化。分析设计的受力，以及重心是否合理，以及力的计算，确定省力结构，借助人体工程学，拟定外形结构，并做好车辆传动比的计算以及生产成本的计算，做出各个零件设计（部分标配件直接确定标配尺寸即可）。在零件选择上，尽量采取标配件为主，以减少生产成本，提高利润及普及率。该步骤使产品外形基本确定，说明书基本完成。 4最终检验计算对产品进行最终安全性计算，以及成本估算。人性化外观设计，确保能够吸引人眼球。推算产品前景，并进行包装性设计。2.2课题的目的课题主要以设计折叠式自行车的结构为主，进行一系列课题研究，从运行原理到市场前景进行有力的分析，让该毕业设计达到可直接进行生产的阶段。填补市场上双人并排坐自行车缺少的空缺，设计出低成本，耐用，结构人性化，易推广，外形美观的成品出来。社会上已有的折叠式自行车，而该设计比已有的前后座拥有更大的市场前景与相应的社会意义。并且已有的折叠式自行车在平衡问题上仍有欠缺，此次设计力求改变现状，采取合理的方案，以及驱动时的省力与人性化问题。2.3课题的意义现今人类已经不再满足于物质上的需要，开始追求精神层面的享受。于是，自行车也在不仅仅止于交通运输工具的功能，开始有了其他精神上的享受功能。本课题就休闲娱乐方向的自行车折叠式自行车，有其一定的社会先进性。从而避开自行车行驶中的平衡问题以及驱动问题等，降低设计难度，提高工作效率及节约设计成本。但是，这却大大降低了双人自行车原有的拉近人与人之间距离的意图，原本自行车双人或者多人设计，便旨在要增加人与人之间的交流接触，促进人与人之间的互动，从而达到其相应的意义。而且该设计并排座则是在前后座的基础上更进一步的表现出双人设计的意义，对于其主要的使用群体，情侣及亲子之间的互动，有着比前后座更高的互动力，能更好的营造出温馨浪漫的场景。折叠式自行车在现今市场上依旧比较少见，其原因主要在于其市面已有结构设计部分不合理，使用的稳定性不高。并且其价格也比同为双人的前后座自行车要高，至此导致市面上多为折叠式自行车自行车较为少见。此次课题设计，力求设计出优于市面原有的产品，完善折叠式自行车的缺点，真正意义上的让折叠式自行车推广出来。此次的课题研究是个人能力一个综合运用，丰富设计经验，也是对自我能力的一次全面展示。通过计算各个零部件的设计，全面的运用了专业所学的知识，遇到问题，努力思考，排除问题的过程中，让正要步入社会的我得到一次很好的综合训练，锻炼了自我的设计能力。而设计出的产品因为有其先进性及实际应用性，若资金许可，可接投入生产，达到从设计到实际生产的历程。三、课题研究现状3.1 自行车的发展历史自行车是人类发明的最成功的一种人力机械之一，是由许多简单机械组成的复杂机械。清朝康熙年间，黄履庄潜心研制了自行车。清朝野史大观记载：“黄履庄所制双轮小车一辆，长三尺余，可坐一人，不须推挽，能自行。行时，以手挽轴旁曲拐，则复行如初，随住随挽日足行八十里。”由此可见，他制造的自行车，前后各有一个轮子，骑车人手摇轴旁曲拐，车就能前进，这是史料最早记载的自行车。黄履庄以后大约100年，法国人西夫拉克1790年才制成了木制自行车。真正具有现代形式的自行车是在1874年诞生的。英国人罗松在这一年里，别出心裁地在自行车上装上了链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前进。但仍然是前轮大，后轮小，看起来不够协调，不稳定。1886年，英国的约翰.k.斯塔利，是一位机械工程师，从机械学，运动学的角度设计出了新的自行车样式，为自行车装上了前叉和车闸，前后轮的大小相同，以保持平衡，并用钢管制成了菱形车架，还首次使用了橡胶车轮。斯塔利不仅改进了自行车的结构，还改制了许多生产自行车部件用的机床，为自行车的大量生产和推广应用开辟了宽阔的前景，因此他被后人称为“自行车之父”。斯塔利所设计的自行车车型与今天自行车的样子基本一致了。1888年，爱尔兰的兽医邓洛普，从医治牛胃气膨胀中得到启示，他把家中花园里用来浇水的橡胶管粘成圆形，打足了气，装在自行车轮子上，前往参加骑自行车比赛，居然名列前茅，引起了人们极大的兴趣。充气轮胎是自行车发展史上一个划时代的创举，它增加了自行车的弹性，不会因路面不平而震动；同时大大地提高了行车速度，增大了车轮与路面的摩擦力。这样，就根本上改变了自行车的骑行性能，完善了自行车的使用功能。同样是1888年，英国考文垂市的约翰.k.斯塔利生产出了第一辆现代自行车“安全”自行车。其主要特点是采用菱形车架结构，使得车身有更高的刚度和强度，后轮用链条驱动，并通过前叉直接把握方向。1925年以后世界自行车产量已达200万辆，其中英国占50%，成为当时主要的输出国。其后自行车得到广泛的发展，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，自行车生产受到影响。3.2自行车的原理上图为普通自行车的基本结构图，从而我们可以了解到自行车的基本运作原理。运作时，由鞍座与车头支撑起骑乘者，依靠骑乘者腿部的往复运动，带动脚踏板，再由曲柄带动飞轮，通过链带动后轮链轮带动后轮整体进行旋转，又因为车胎为橡胶材料，与地面有较大摩擦，后轮旋转带来的与地面向后的摩擦力，从而驱使整辆单车向前运动。3.3自行车的发展现状公路单车用来在平滑公路路面上使用的车种，由于平滑路面阻力较小，公路自行车的设计更大考量高速，往往使用可减低风阻的下弯把手，较窄的高气压低阻力外胎，挡位较高，且轮径比一般的登山越野车都大，由于车架和配件不需像山地车一样需要加强，所以往往重量较轻，在公路上骑行时效率很高。由于车架无需加强又往往采用简单高效的菱形设计，公路车是最为优美的自行车。健身单车健康、时尚、新概念全新理念设计的健身自行车，最主要的特点就是手脚双动力，时速可达40km/h；做功方式多、健身效果好。骑行本自行车时，手脚可同时对自行车驱动做功，也可单独用手或脚驱动做功。采用脚拉脚蹬直线式、手拉摆杆摆动式做功方式，既提高了自行车的行驶速度，又锻炼了腿部肌肉、臂部肌肉。获得多项国家专利，适应于中老年人作代步健身的交通工具之用，也可适应于年轻人作旅游娱乐之用。死飞单车死飞车起源于场地自行车，飞轮是固定的，向前踩车子向前，向后踩则车子向后，后有一些另类的自行车爱好者利用废弃的场地车作为工作交通工具，其在城市可以快速穿行，且价格低廉，同时需要一定的骑行技术，一般小偷无法偷走。这些特点使得它在英美等国家的自行车爱好者中很快流行开来，并成为一种街头文化。各大自行车品牌也进行跟进，开发及推广死飞车车种，使之在大众中普及开来，成为都市最流行的自行车款式。纯粹的死飞车需要一定的技术，并有危险性，所以这些厂商开发的产品，是死飞和活飞两用的，并装有刹车，以保证安全。速降单车速降自行车，也称落山自行车。英文简称DH。是一种极具挑战性的活动。骑手利用特制的DH自行车在山坡上滑翔，甚至坠山来寻求刺激。活动多在山脊、矿洞、雪地等地带开展。奥地利人利用DH创造出210.4KM/H的世界纪录。速降自行车的车架角度与山地自行车有所区别，零件与山地自行车一样都为英制单位。进行此项活动时必须佩戴头盔、护甲等装备。前叉减震的行程比山地自行车及XC自行车要长。轮胎宽度一般超过2英寸。驱动单车简化掉传统的脚蹬子和车座的自行车，车的体积更小，更加便于携带，如洛克车、Lbike等，他们的共同特点是乘用者为站立姿态，用双脚驱动踏板往复运动，并通过传动机构将驱动力传递给驱动轮，Lbike与洛克车不同之处在于前者踏板的转动轴在脚掌中间，双脚的脚掌和脚跟分别用力、同步（不是交替）驱动踏板运动，由于乘用时人对车体的两侧用力均衡，车体运行更加平稳。四、课题设计方案4.1 方案的特点及创新1. 该方案采取大量三角形结构，从而确保该产品的稳定性及耐用性2.链条传动使动力能更好的传递，达到省力的效果。 3. 该产品拥有储物箱等人性化设计，提高了该产品的实用性。 4. 转向由前轮控制转向，并有通过链轮带等转向机构驱动转向。 4.2 设计方案简图六、设计主要步骤第一章绪论第二章自行车的运动原理第三章结构设计第四章检验计算第五章总结七、论文提纲（详细说明）第一章绪论第二章自行车的运动原理第三章结构设计第四章检验计算第五章总结五、预期结果（是否能达到任务书要求）预期产品设定：1. 可同时搭乘至少两人，并由二人提供产品运行动力2. 二人均可以操纵行驶方向，并且保证车的平稳转向3. 产品自带储物箱或者后备箱，可允许少量载重4. 链轮驱动，省力，易驾驶易上手，乘坐驾驶舒适5. 体积合理，可确保道路安全行驶6. 结构较为简单便于维修，产品耐用7. 生产成本低，易于推广8. 设有可拆卸防雨棚设计成果1. 开题报告（包含文献综述），外文资料的翻译2. 完成装配工程图、主要零件工程图3. 完成设计说明书六、进度计划序号任务名称开始时间结束时间1选题2查阅中、外文献资料，外文资料翻译，确定系统设计方案3开题4进行毕业设计5中期检查6上交毕业设计正稿打印版及电子材料，毕业设计及设计说明书光盘，完成毕业答辩ppt7毕业答辩七、参考文献1何灿群人体工学与艺术设计长沙湖南大学出版社，20042阮宝湘/郡祥华工业设计人体工程北京机械工业出版社 2005.05 3 王三明主编机械原理与设计课程设计北京机械工业出版社，20054.闫卫工业产品造型设计程序与实例.机械工业出版社，2003.2，第一版5. 沈法，王庆斌，杨足，丁熊计算机辅助产品造型设计表现技法.人民邮电出版社，2002.9，第一版6.张展，王虹产品设计.上海人民美术出版社，2002.1，第一版7.王玉林，苏全忠，曲远方产品造型设计材料与工艺.天津大学出版社，1994.12，第一版8.程能林，产品造型设计手册.机械工业出版社，1994.8，第一版9.朱序璋.人机工程学.西安:西安电子科技大学出版社.1999年11月10.刘春荣.人机工程学应用.上海:上海人民美术出版社.2004年7月11丁玉兰人机工程学第三版北京理工出版社, 200512 邹慧君主编机械原理北京高等教育出版社199913 申永胜主编机械原理教程北京、清

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