新型山地自行车说明书

新型山地自行车设计者：指导教师：2013201320132013年04040404月2摘要：通过对已有自行车以及山地自行车的研究，我们设计了一款骑行更省力、变速更灵敏，刹车更灵活、越野能力更强的新型环保山地自行车。其原理是将传统自行车驱动系统中左右两个360度回转的曲柄改为0—120度范围内摆动的摇杆，传统自行车的左右两个曲柄成180度固定分布，而新型省力踏步自行车左右两个摇杆在0—120度范围内呈任意角度分布。将踏板限制在人力做功效率最高的范围内摆动，爬坡能力得到更大的提高，路面适应性更强。另外，通过缓冲弹簧钢丝绳和滑轮组的作用，踏板可以自行复位，骑行更省力；通过传感器测出车速,调节变速器，实现自动调速功能，变速更灵敏。采用特制材料提高刹车系统使用寿命，增大刹车系数，刹车更灵活。用AutodeskInventor建立了三维模型，并对模型进行了运动仿真和力学分析，得出了相关理论参数和模型的越野能力参数，减少了车身质量，并达到较好的减震效果和更强越野能力。另外,采用压电系统回收能量,再次利用。关键词：自行车，山地，驱动。3目录1.研究背景及意义.....................................................................................................42.自行车发展现状..............................................................................................52.1现有自行车的分类......................................................................................52.2自行车的结构组成......................................................................................62.2.1驱动系统............................................................................................72.2.2导向系统............................................................................................92.2.3制动系统............................................................................................93.山地自行车原理分析与设计..........................................................................93.1车架的设计................................................................................................103.2驱动系统的设计........................................................................................143.2.1驱动结构的选择..............................................................................143.2.2驱动机构相关部件的尺寸参数......................................................153.2.3驱动机构力的分析..........................................................................163.2.4驱动机构及传动机构模型图..........................................................183.3制动系统....................................................................................................183.3.1刹车方式的选择..............................................................................183.3.2新型刹车片介绍..............................................................................203.3.3刹车的装配图及工作原理..............................................................203.4变速系统....................................................................................................203.4.1变速器..............................................................................................203.4.2传感器的运用..................................................................................223.4.3显示装置的应用..............................................................................243.5压电系统....................................................................................................243.5.1压电效应简介..................................................................................243.5.2压电系统..........................................................................................253.6减震系统....................................................................................................274.关键零部件的设计及计算............................................................................284.1车架上力的分析........................................................................................284.2链轮及链条的计算....................................................................................305.创新点及推广应用价值................................................................................315.1创新点........................................................................................................315.2推广应用价值............................................................................................316.参考文献........................................................................................................3241.1.1.1.研究背景及意义自行车是一种集绿色、环保、便捷和健身于一体的代步工具，在我国建设发展过程中，在城市、乡镇和农村得到了非常广泛的使用，尤其在建国初期，作为主要的交通工具，扮演着重要的角色。但随着汽车事业的发展以及人们生活节奏的加快，自行车曾经一度不再作为人们出行的首选。然而近年来，随着人们环保意识的提高和油价的飙升，自行车作为低碳环保，节能降碳，绿色出行，安全健康的交通工具重新进入人们的视野。自行车的使用和发展必将继续长期地、普遍地存在和发展。自行车的出现距今已逾百年，发明之初并没有传动系统，前行依靠人的两脚蹬地完成，速度极慢。后来，随着脚蹬的发明,自行车的舒适度和行驶速度得到有效提高。如今，合理利用传动比，采取不同直径齿轮之间的啮合传动，已将自行车速度提升到更高的层次，能在一定程度上满足人们的对速度的要求。同时，随着人们生活水平的提高，健康的生活方式进入大众视野。周末、假期、闲暇时间，结伴骑行，穿山越岭，放松心情，自行车渐渐被所大家热衷。而一款更省力、更轻便、更安全的自行车，必将受到热捧，我们就是基于现在这样的一种社会需求，以及大赛的主题要求设计出了这样的一种新型的山地越野自行车。我们对其进行了虚拟样机的建立，在实际制造前进行产品的仿真、分析与优化，为自行车的改良设计与更新换代作了前期研究与必要的准备。图1自行车三维模型52.自行车发展现状2.12.12.12.1现有自行车的分类公路自行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，为了达到更快的速度，公路自行车的设计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，由于车架和配件不须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，公路车的造形也较为优美是最为优美的自行车。场地自行车用于在室内极其平滑的椭圆形赛道上使用的自行车，这种自行车没有车闸(刹车)，没有变速器，且没有可逆转的飞轮。三项赛/计时赛自行车在三项赛和计时赛运动中使用的公路自行车，三项赛和计时赛的最大特点就是不允许使用牵引气流，也就是说选手必须完全通过自己的力量来克服空气阻力，而不须骑在其他选手后面，所以三项赛/计时赛自行车在设计时非常注重让选手保持一个减小空气阻力的骑行姿势，同时注意减小自行车自身的空气阻力。三项赛自行车还让选手在骑行时使用和跑步时相近的肌肉组，这样使从骑行到跑步的转换更容易。山地自行车山地自行车起源于1977年美国旧金山。设计为骑乘于山区的车种，通常具有变速器可变换省力或快速的档位，有些会在车架安装避震器，部分的轮胎胎皮是巧克力胎纹以便于在无铺面的路面骑乘。山地车零件的尺寸一般为英制单位。车圈为24/26/29英寸，轮胎尺寸一般为1.0-2.5英寸。车架尺寸也以英制为单位，例如14、17、19来表示车架尺寸的大小。速降自行车速降自行车，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