普通成年人使用的最简结构代步用途双轮自行车设计.docx
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普通成年人使用的最简结构代步用途双轮自行车设计
课程大作业任务书
兹发给机械工程及自动化5班学生课程大作业任务书，内容如下：
1．设计题目：
普通成年人使用的最简结构代步用途双轮自行车设计
2．应完成的项目：
（1）零件图
（2）装配图
（3）总结
（4）
3．参考资料以及说明：
（1）Investor2009三维机械设计应用基础主编许陸旬
（2）《中国轻工业标准汇编——自行车卷（第二版）》【M】机械工业出版社2007年版
（3）《机械工业手册：
金属材料（第6版）》【M】机械工业出版社2003年版
（4）
4．本任务书于2013年10月12日发出，应于2013年12月30日前完成，然后进行考评。
指导教师签发年月日
摘要
在现今社会中，生活节奏越来越快，交通状况越来越差，污染与能源消耗越来越重，自行车作为一种包含了交通代步、锻炼身体、越野旅游、运动比赛以及少量货物运送工具，越来越来越受到人们的青睐。
在世界上一些生活品质较高的城市中，为了保护环境，人们上班，购物，学习都骑自行车。
因为他们觉得骑自行车不仅简捷、方便、安全，而且是一种锻炼身体的好方法。
在中国，贫富差距相差悬殊，道路建设也不够完善，而自行车价格相对便宜，存放与使用方便，维修保养简单，符合人们多种方面的要求。
因此，自行车在某些地区还是一种比较普遍的代步工具。
而更多的是，对于人们更加关注理性消费和健康问题的今天，大众对自行车的热度也毫不逊色于国外，人们环保意识的增强以及全民健身的推广，使得自行车以及自行车运动重新回到人们已经淡出的视野，并且一直活跃至今，而且只有看出和顺应这种趋势，才能更好地满足人们的需求。
关键词：
自行车；设计；机构；体积
目录
摘要1
绪论2
一、零件图设计3
1、车架3
2、避震装置4
3、车前轮连接链装置5
4、车头6
5、刹车7
6、防滑手柄8
7、车轮和轮胎8
8、车座10
9、脚踏装配11
10、脚踏轴承与螺母12
11、车尾挡板12
12、齿轮、车链13
二、装配图设计14
1、总装配图14
2、各部分装配图15
总结16
参考文献：
17
绪论
自行车的背景与需求
自行车发明至今已有200多年的历史。
今天，自行车作为交通代步、锻炼身体、越野旅游、运动比赛以及少量货物运送工具，已遍及到世界的每个角落。
由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，因此控制灵活方便，能快速地对驾驶者的操作做出反应，速度直接由人脚部运动直接控制，虽然原始，但却更可以贴近人们的生活。
据近几年来得研究表明，骑自行车和跑步、游泳一样，是一种非常有效的健身方法和最能改善人们心肺功能的耐力性锻炼。
骑自行车还能够减少空气污染与噪声污染，保护了人们赖以生存的环境。
自行车锻炼的好处是不限时间，不限速度。
骑自行车不但可以减肥，而且还可以使身材均匀。
由于自行车运动是需要大量氧气的运动，所以还可以强化心脏功能。
同还能防止高血压，有时比药物更有效。
踩自行车压缩血管，使得血液循环加速，大脑摄入更多的氧气，再加入吸入大量新鲜空气，会觉得脑筋更清楚。
骑在车上你会感觉十分自由且畅快无比。
它不再只是一种代步工具，更是愉悦心灵的方式。
由此看出，自行车的需求依然很高。
一、零件图设计
1、车架
按照大众式自行车的车架结构及相关力学原理等，车架一般设计为如下图所示的三角结构：
其中左边连接车头，与车头架通过轴孔装配，下边的支承杆可以按照需求添加装水壶的架等，最下面的圆柱轴改用大尺寸，增加了相应的力学性能，后轮架通过对称结构使轮胎更加紧固。
中间的长杆设计成长方体结构，用于支承整辆车的前后轮。
后架柱子上装有连接车尾挡水块的装配体。
下方的大圆柱轴的槽用于装配链条齿轮。
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。
车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。
为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。
为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。
由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。
一般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大、中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型
2、避震装置
与前轮连接链装置连接的前轮避震器，主要结构是通过弹簧和轴连接起来实现的，由于太难画结构，所以只画出整体图以作示意，如右图所示：
其中左右两轴都接有挡板，以防止水和垃圾等飞入轴内，阻塞和腐蚀轴内结构，降低弹簧的缓冲功能。
3、车前轮连接链装置
这个零件主要和前轮通过轴配合驱动前轮前进，还有和避震装置配合达到避震的效果。
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。
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。
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。
4、车头
车头采用普通型大众化车头，其结构简单，具体图如下：
由于画图能力有限，车头支撑杆的结构应该与车头杆分开，通过组合装配得到的，其中支承杆的部分要与车头杆通过螺母和螺栓配合装配，才能达到本身装配要求。
如右图：
5、刹车
刹车是用最平常的刹车结构，但由于没有画出相应的刹车碟、刹车块和刹车线，所以只能示意出刹车相应的刹车手柄，如下图两个零件：
6、防滑手柄
防滑手柄主要用于防止手握车时滑手和为了使骑车是握住把柄更舒适，如下图：
7、车轮和轮胎
车轮按照一般市场要求，为了达到经济性和力学性能的要求，车轮的结构如下图1所示。
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。
本车的轮胎属于宽度较细的城市休闲型，如图2。
图1：
车轮
图2：
轮胎
图3
如图3所示，车轮采用36条相交错的杆（1边18条）支承整台车，在刚度和力学性能上是毫无疑问的。
8、车座
车座如左图所示。
下部分装有避震弹簧，通过连杆连接，避免走陡峭道路时的震动影响，上方的设计让坐的人更舒适。
9、脚踏装配
脚蹬部件：
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。
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。
如下图所示：
10、脚踏轴承与螺母
11、车尾挡板
如上图所示，车尾挡板的作用就是挡住因后轮惯性影响而飞起的污水和灰尘。
12、齿轮、车链
链条：
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。
链轮：
用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。
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。
单级飞轮又称为单链轮片飞轮，主要由外套、平挡和芯子、千斤、千斤簧、垫圈、丝挡几钢球等零件组成。
如下图所示：
二、装配图设计
1、总装配图
2、各部分装配图
总结
学习了这个专业软件，再通过设计这辆自行车，我学习并掌握了这么绘图软件和理解了自行车的工作原理，下面是我使用这款软件时学到的所要注意的总结。
在一个面画一条线（曲线和直线都可以），然后新建工作面，点击一下线在点击线上一点，就可以在线的这点上建立一个与线垂直的面。
一个弯曲的曲面，可以通过拉伸功能，里面可以拉伸实体和曲面。
使用曲面就可以拉伸去一个曲线做的面。
草绘造型的时候,尽量（面）对称,拉伸也是,这样在装配就好办了
做特征时，能做拉伸完成的就不要采用放样；
不要在草图中做倒角和倒圆，应在模型基本完成后采用加特征的方式去做。
在草图一定要完全约束住,否则极有可能出问题.所以一开始我就会投影XY轴.能够用约束的,尽量不用尺寸约束.
我习惯先给形状尺寸,再给定位尺寸;先给大尺寸,再给小尺寸,这样图形比较不容易跑.修改的时候先改小的尺寸,再改大的.
不要用拉伸做台阶轴，要用旋转做。
inventor里是先做螺纹后倒角的，如果先倒角，倒角部分没有螺纹。
最好在新建草图时，就自动把原点给投影上
就是造型的时候.能拉伸多次完成的尽量不要在一份草图中完成.要不后期更改\补充很麻烦
在装配的时候,哪怕是垫圈螺母一类,也用面面配合不要让它转动.否则在大型装配的工程图里有可能会让剖切线跑了.
画零件时尽量对特征阵列，而不是在草图中阵列。
装配图中尽量不用镜像。
能够在零件环境形成的特征，就要避免在草图形成。
以上就是我这个学期对于这么软件课程的学习所领略到的知识。
参考文献：
（1）Investor2009三维机械设计应用基础主编许陸旬
（2）《中国轻工业标准汇编——自行车卷（第二版）》【M】机械工业出版社2007年版
（3）《机械工业手册：
金属材料（第6版）》【M】机械工业出版社2003年版
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