史上最全面的变速自行车简介

1、山地车的简介山地车的简介 小组成员：小组成员： 黄帅文黄帅文 黄黄 龙龙 向向 鹏鹏 李秋成李秋成 机械设计课程大作业机械设计课程大作业 如今各式各样的自行车 自行车与我们的生活自行车与我们的生活 问题来了？问题来了？ v那你知道自行车是谁最先发明的吗？ v就好像我们在生活中能够遇见形形色色的人一样 ，我们也总能碰到行行色色的自行车，那它们从 一开始就是现在这个样子的吗？ v你知道自行车的工作原理吗？ v你了解自行车的最新发展动态吗？ v vok！不管你知道与否，现在开始我们的解密之旅 吧！ 目录目录 一、自行车的发展历程 二、设计思路 三、自行车的结构 四、变速原理 五、最新成果 一、自行车

2、的发展历程一、自行车的发展历程 v 自行车是由人力脚踏驱动的、有两个车轮的陆地交通车 辆，俗称自由车、脚踏车或单车（在日本称为“自転车 ”；在中国大陆、台湾通常称其为“自行车”或“脚踏 车”，又因中国大陆最早的自行车是国外过来，所以又 称其为“洋车儿”，有些地方仍旧这么称呼；在港澳则 通常称其为 “单车”）。自行车无噪音、无污染、重 量轻、结构简单、物美价廉、使用和维修方便，既能作 为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为 人们所广泛使用。而自行车究竟起源于哪个年代、由谁 发明的、之间的演变过程则很少人知道。世界上第一批 真正实用型的自行车出现于19世纪初。1817年，德国人 德莱斯在

3、法国巴黎发明了带车把的木制两轮自行车。自 行车问世后迅速成为当时欧洲人青睐的交通工具。19世 纪一些欧洲人也构思出了一些理想的自行车图。自行 车发明的早期阶段，人们认为越大的轮子行驶的速度越 快，两名男子骑着一辆车轮几乎为一人高的自行车。 在自行车的发明阶段，有些人并没有把自行车 的两个轮子设计成前后放置，而是把两个轮子做成了左 右放置，这种自行车的外形有些类似轮椅。 通过几张图片看看自行车的演变通过几张图片看看自行车的演变 现代自行车现代自行车现代自行车 自行车的自行车的历史起源历史起源 v18世纪末，法国人西夫拉克发明了最早的自行车。这辆最早的 自行车是木制的，它的结构比较简单，既没有驱动

4、装置，也没 有转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行，改变方向时也只能 下车搬动车子。即使这样，当西夫拉克骑着这辆自行车到公园 兜风时，在场的人也都颇为惊异和赞叹。世界上第一批真正实 用型的自行车出现于19世纪初。 v1817年，德国人德莱斯在法国巴黎发明了带车把的木制两轮自 行车。这种自行车虽然仍旧用脚蹬才能前行，但是可以一边前 行一边改变方向，它一问世便引起了人们的极大兴趣。法国人 大量进行仿制，一时间，巴黎街头涌现出成百上千的自行车。 在1830年，法国政府还为邮差配备了自行车作为交通工具。.随 后，自行车的技术、性能不断得到改进。1839年，英国人麦克 米伦发明了蹬踏式脚蹬驱动自行车，骑车

5、时两足不用蹬地，提 高了行驶速度。 v1869年诞生的雷诺型自行车，车架改由钢管制作，车轮也改为 钢圈和辐条，采用实心轮胎，使自行车更加轻便。 1886年英国 的机械工程师斯塔利，设计出了新的自行车样式，装上前叉和 车闸，前后轮大小相同，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道路，因此他被后人称为“自行车 之父”。他所设计的自行车车型与今天自行车的样子已经基本 一致了。1887年，英国人劳森完成了链条驱动自行车的设计。 同年，英国人邓鲁普研制出了充气轮胎。从此，

6、自行车技术也 完成了向商业化的转化，批量生产并投入市场。 发展年表发展年表 v 1770年法国人西夫拉克发明了最原始的自行车。它只有两个轮子而 没有传动装置，人骑在上面，需用两脚蹬地驱车向前滚动。 v 1801年 俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动的自行 车。1817年德国人德雷斯在自行车上装了方向舵，使其能改变行使方 向。 v 1817年 德国人德莱斯开始制作木轮车，样子跟西夫拉克的差不多。 不过，在前轮上加了一个控制方向的车把子，可以改变前进的方向. 但是骑车依然要用两只脚，一下一下地蹬踩地面，才能推动车子向前 滚动，他自称为：小马崽。因此德国男爵卡尔德莱斯成为一般公认的 自行

7、车发明人！ v 1839年 以前，苏格兰人麦克米伦制造出木制车轮，装实心橡胶轮 胎、前轮小、后轮大、坐垫较低、装有脚踏板和曲柄连杆装置，骑者 可以双脚离开地面的自行车。同年，麦克米伦又将木制自行车改为铁 制自行车。 v 1840年 英格兰的铁匠麦克米伦，在德莱斯发明的“小马 崽”的基础上，进行了改进。他在前轮的车轴上装上曲柄 ，再用连杆把曲柄和前面的脚蹬连接起来，并且前后轮都 用铁制。这样一来，人的双脚真正离开了地面，由双脚的 交替踩动变为轮子的滚动。1842年，麦克米伦骑上这种车 ，一天跑了近20千米。 v 1861年 后来，法国的米肖父子。在前轮上安装了 能转动 的脚蹬板，车子的鞍座架在前

8、轮上面。他们把这辆车冠以 “自行车”的雅名，并于1867年在巴黎博览会上展出，让 观众大开眼界，曾一度掀起自行车热。但是因高度的关系 上下车及下坡时十分危险容易跌倒以及存在危险性又把鞍 座改为固定在车架上。 v 1867年 英国人麦迪逊设计出第一辆装有钢丝辐条的自行 车。 艰辛的发展历程艰辛的发展历程 v1869年 v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实心的橡胶带，使自行车的重量大大减轻。德国斯图加特出现了由后轮导向 和驱动的自行车，同时车上采用了滚动轴承、飞轮、脚刹、弹簧等部件。 v1874年 v真正具有现代化形式的自行车诞生。英国人劳森在自行车上别出心裁地

9、装上链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前进。但仍然不够协调与稳定。 v1886年 v英国的机械工程师斯塔利，从机械学、运动学的角度设计出了新的自行车样式，装上前叉和车闸，使用滚子轴承，前后轮大小同，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。显著地提高了自行车的骑行性能。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。 v英国人詹姆斯把自行车前后轮改为大小相同，并增加了链条，使其车型与现代自行车基本相同。 v1887年 v德国曼内斯公司将无缝钢管首先用于自行车生产。 v1888年 v爱尔兰的兽医邓洛普，从医治牛胃气膨胀中得到启示，将自家花园用来浇水的橡胶管粘成

10、圆形并打足气装在自行车上，这是充气轮胎的开端。从此，基本 奠定了现代自行车的雏形。充气轮胎是自行车发展史上的一个划时代的创举不但从根本上改变了自行车的骑行性能，也解决了自行车多年来最令人难受的 震动问题，同时更把自行车的速度又推进了许多。而且完善了自行车的使用功能。 v从1791年到1888年，自行车的发明和改进，经历了近100年中这些发明者的不懈奋斗。从此，基本奠定了现代自行车的雏形。时至今日，自行车已成为 全世界人们使用最多，最简单，最实用的交通工具。也许人们应该永远记住这些自行车的发明者们，他们的名字，丝毫不亚于汽车的发明者卡尔.本茨。 v1925年以后 v世界自行车产量已达200万辆，

11、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。 v但到70年代，由于出现能源危机，世界上再次出现自行车热，自行车生产又得到飞速发展。至80年代，全世界自行车产量已超过八千万辆，中国及台湾 地区、日本、美国和西欧成为世界自行车生产中心。 v自行车虽然诞生于欧洲，但20世纪却在亚洲获得了前所未有的普及和发展。二次世界大战后，自行车在日本快速的发展起来，后因需要转至台湾，使台 湾的自行车业得到了迅猛的发展，并一度成了亚洲的领导者，现台湾的自行车制造业还是个中翘楚！我们选择常用自行车配件质量较好的大部

12、分还是台资 企业生产。自行车发展的目的也从最早的娱乐用途变为交通代步及休闲运动用途，休闲及竞赛领域的发展使自行车研发工作不断的精益求精，以满足求更 好成绩表现选手们的需求。 各种赛事各种赛事 v随着自行车的诞生也兴起了自行车运动： v1868 年在法国举行了世界上首次自行车比赛，赛程为2公里; v1893年第一届世界业余自行车锦标赛创办; v1895年第一界世界职业自行车锦标赛创办; v1896年第1届奥运会上，自行车项目就被列入正式比赛项目;至尽各类自行车比赛多达 几百个，其中尤以行程3900公里的环法自行车大赛最为著名（图七）; v新中国成立后，1952年第1届全军运动会首次将自行车项目列

13、为比赛项目。从1957年 开始每年都有全国性比赛，但比赛都是在田径场地上进行的。 v1959年我国自行设计并建成了第一座自行车赛场龙潭湖赛车场。为了庆祝赛车场 的落成同年8月举行了我国第一次自行车赛车场比赛。从此，我国有了真正意义的场地 自行车比赛。 v2008北京年奥运会自行车（UCI-BMX）项目获得参赛资格并进行大力宣传。 世界品牌世界品牌 v世界十大品牌 v1.Specialized：堪称自行车界BMW。它的公路、山地系列做得尤其精湛。环法比赛用车。 v2.TIME:法国著名自行车生产商。它的公路的车架系统、自锁系统的设计是世界一流水平。 v3.Colnago：意大利著名公路自行车厂家

14、。C40是该厂的顶级型号，环意赛，世锦赛用车。 v4.BMC:瑞士自行车生产商。主要产品是山地车、公路车、计时赛用车。BMC与Easton合作开发的 纳米碳纤管材是闻名于自行车界的独特设计。 v5.Trek：美国著名品牌，赞助的Discover Channel车队曾连续七次赢得环法桂冠。 v6.Schwinn：美国知名品牌。旗下有以舒适著称的Sierra，质量上乘的Frontier等。 v7.Huffy：美国山地车知名品牌之一，他们生产的山地车舒适简单又坚固耐用。 v8.Marin：以山地车见长。 v9.Mongoose：美国的超级极限自行车品牌，中国BMX自行车国家队的赞助商 本文来自探险网

15、 v10.Cannondale：美国品牌，素以单臂著称，俗称“左撇子”。 中国品牌中国品牌 v 1.美利达自行车 (中国驰名商标) v 2.永久自行车 (中国驰名商标，中国名牌) v 3.捷安特自行车 (中国驰名商标，中国名牌) v 4.凤凰自行车 (中国驰名商标，中国名牌) v 5.飞鸽自行车 (中国名牌) v 6.喜德盛自行车 (中国驰名商标，中国名牌) v 7.邦德富士达 (中国驰名商标，中国名牌) v 8.阿米尼自行车 (世界品牌) v 9.大行自行车 (世界品牌) v 10.捷马自行车(中国品牌) 自行车的诞生与发展已有几百年了，在自行 车的发展历程中自行车的结构有过几次重大的变 化

16、，这些变化使自行车的设计发展中出现过“山 穷水复疑无路，柳暗花明又一村”。每一次重大 的变化都是自行车的设计思想上的一个大的突破 ，每一次大的变化都使自行车的发展进入了一个 新时代。 设计分类设计分类 最早的自行车是一种玩具车，它是一种可以坐在车 座上面，依靠两腿的摆动使两脚在地上交替蹬踏实现驱动 的一种机械，这种驱动方式与人的走路的姿式很相似，不 利于对车子进行驱动，很多人认为会使小腿变粗。因为这 时的自行车的骑行性能差，所以没有被多数人接受并使用 ，只作为一种娱乐的器械被少数人使用。（玩具车） 为了改善自行车骑行时的驱动的性能方面，当时的设 计者们开始为自行车加装一些驱动装置。他们给自行车

17、加 装了一种简单、有效的驱动装置，这种驱动装置就是现在 自行车上通常都采用的曲柄。采用曲柄结构有效的解决了 自行车的驱动问题，但是由于这时的曲柄是直接安装在车 轮的前轴上的，这种驱动方式的使用在车轮轮径较小时， 自行车的速度会很慢，设计者们就采用了驱动轮采用大轮 的设计来弥补速度低的一些缺点。这种直接的驱动方式在 普通自行车的设计中已经不再采用了，只是在表演车、童 车的设计中还在使用。（杂技车） 当采用新的传动方式没能很好的改善自行车的性能 时，设计者们考虑更新的解决方式，他们在直接传动的基 础上，推出了间接的传动方式，把曲柄从车轴上移出来， 用传动件把曲柄的运动递给车轮，通过时传动件的传动比

18、 的调整，可以使自行车的驱动更合理，并且解决了驱动轮 必须是大轮的这个问题，使自行车的设计更合理，这时的 车子的两轮基本是等大的了。这种传动件最常用的是齿盘 与链条的组合。设计者们也在完善传动部件，在传动装置 中采用超越棘轮，使自行车的脚踏可与车轮在一定条件下 不同时转动，而更有利于骑行。因为传动的发展使自行车 的发展跨跃了几大步，那时的自行车与现代化的自行车的 使用功能已基本相同了，只是自行车的外观，与零配件的 使用与现代化的自行车有些区别。（链条车与安全车） 设计发展设计发展 v随着社会的进步由于其它的外力的驱动的方式的采用出现了摩托车，它是从自行车上发展起来的，我们可以看见它 在发展初期

19、的设计上受很大的自行车的影响，结构设计中有很大的自行车的设计时的痕迹，只是在自行车的基础上 增加了部分驱动用部件，在发展的过程中它随着骑行功能的淡化或取消，随着对使用要求的观念改变，摩托车的设 计才独成一帜，出现了低鞍座，宽大座垫，可有靠背、无人力驱动装置的摩托车。 v近几年来电动自行车作为一种新的交通工具又开始进入了人们的生活，由于其电池的续行里程的距离比较短，所以 还需要有一定的骑行的功能，所以电动自行车的发展又是从自行车上开始的，随着电动驱动的成熟与人们短距离的 使用要求，而电动自行车的骑行的功能又在被淡化，多数电动自行车的骑行功能已退化甚至丧失，电动自行车正在 经历与摩托车相同的发展过

20、程，电动摩托车的出现也在证明这一点。 v自行车的设计发展为采用其它方式驱动的交通工具提供了基础，其它交通工具的发展也促进了自行车的设计。自行 车在大的设计结构没有采用摩托车的结构设计观念而发生重大的变化，但设计者们却也吸收了摩托车的一些优点用 在自行车上：在自行车上使用变速系统，使自行车在骑行时可以改变驱动时的传动比，方便骑行者骑车时可以根据 具体情况选择适当的传动比，达到省力或快速的目的；在自行车上加装避震装置，使自行车更适用于一些较差的情 况。 v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

21、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 选用与开发所有的工作使自行车在进一步发展，但是一直没有大的结构的改进，自行车的设计很完善了吗？ 新型自行车新型自行车 vROAD 公路车 vMOUNTAIN 山地车 vFULL SUSPENSION 全避震 vCITY BIKE 城市小轮车 vURBAN 城市休闲车 vWOMEN 女性车 vFRAMES 自行车车架 vEQUIPMENT 骑行装备 vCARBON PRODUCTS 碳纤制品 vCARBON BIKES 全部碳纤车 现代变速自行车的结构现代变速自行车的结构 山地自行车简介山地自行车简介 山地车是20世纪80年代开始流行的

22、一种变速自行车。 多用铝合金制成车框架，车轮细窄，目的是最大限度减轻 车身重量，使骑行轻便、高速。山地自行车是变速自行车 的一种。自20世纪80年代开始流行。其特点是车身结实、 车轮比普通自行车车轮宽，并且车胎花纹较深，减震能力 和稳定性很好。在1902年，英国史都梅-阿切尔公司在 自行车后轮装上了变速器，变速自行车出现了。变速自行 车在自行车后轮毂内装置有一套不同规格的齿轮，自行车 行进时，通过变速排档可以把链条置于不同的齿轮上，从 而改变车速，以适应不同的路况和骑车人的体力。 组成组成 在自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件之中，其基本部件缺一不 可。其中，车架是自行车的骨架，

23、它所承受的人和货物的重量是最大的。按照各部件 的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统： v1、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。 v2、驱动（传动或行走）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，从而使自行车不断前进。 v3、制动系统：它由车闸部件组成、乘骑者可以随时操纵车闸，使行驶的自行车减速、 停使、确保行车安全。 此外，为了安全和美观，以及从实用出发，还装配了车灯、支架、码表、指南针等 配件 车架车架 v 车架部件

24、 车架部件是 构成自行车的基本结构体 ，也是自行车的骨架和主 体，其他部件也都是直接 或间接安装在车架上的。 车架部件的结构形式有很 多，但总体可以分为两大 类：即男式车架和女式车 架。 链条和链轮链条和链轮 v 链条又称车链、滚子链， 安装在连轮和飞轮上。其 作用是将脚踏力由曲柄、 链轮传递到飞轮和后轮上 ，带动自行车前进。 v 链轮：用高强度钢材制成 ，保证其达到需要的拉力 。 外胎外胎 v 外胎分软边胎和硬边胎两 种。软边胎断面较宽，能 全部裹住内胎，着地面积 比较大，能适宜多种道路 行驶。硬边胎自重轻，着 地面积小适宜在平坦的道 路上行驶，具有阻力小， 行驶轻快等优点。外胎上 的花纹是

25、为了增加与地面 的摩擦力。山地自行车的 外胎宽度特别宽，花纹较 深也是适应越野山地用。 脚蹬部件脚蹬部件 v脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上 ，是一个将平动力转化为转动力的装置 ，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚 蹬部件，然后由脚蹬轴转动曲柄，中 轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自 行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格 是否合适，将直接影响骑车人的放脚位 置是否合适，自行车的驱动能否顺利进 行。 v脚踏：可分为整体式脚踏和组合式脚踏 。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面 ，必须安全可靠，具有一定的防滑性能 ，可以选用橡胶、塑料或金属材料制造 。脚踏必须转动灵活。 前叉部件前叉部件 v 前叉部件在自行车结构中处于 前方部位，它的上端与车把部 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。 v 转动车把和前叉，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。 v 前叉部件的受力情况属悬臂梁 性质，故前叉部件必须具有足 够的强度等性质。 飞轮飞轮 飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保 持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行 车的驱动系统。从结构上可分为单级飞轮和多级飞 轮两大类。 v单级飞轮又称为单链轮片飞轮，主要由外套、平挡