自行车创新设计.docx
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自行车创新设计
机械械创新设计案例
新型自行车的开发
随着科学技术发展,人们生活水平不断提高,发现原有自行车有不少缺点,同时也根据需要提出一些希望点,在此基础上开发了多种新型自行车。
1)助力车
为省力开发出多种助力车,为避免对环境的污染,电动车较受欢迎,小巧的电机和减速
装置放于后轮毂中,直接驱动车轮,电源则采用干电池。
2)考虑宜人性的新型车
英国发明家伯罗斯发明躺式三轮车(图例10—2),车上座位根据人体工程学设计,躺式蹬车
省力,时速可达50km。
摇杆式自行车(图例10—3)将回转蹬踏变为两脚往复蹬踏,这样能充分使人蹬车时在90
-120°范围内做有用功,而去除做无用功的动作。
两摆杆通过链条分别带动超越离合器使后轮转动。
图例摇杆式自行车
3)传动系统的变异
链传动易磨损掉链。
新开发的齿轮传动自行车(图例10—4)脚蹬带动齿轮通过传动轴将运
动传至后轮,提高传动效率。
传动体包覆,无绞人裙摆、裤脚之忧。
上海凯瑞驰自行车公司已生产这种自行车系列。
根据需要将单速车改型为变速车,最多可达15种变速。
开发自适应调速装置,在上坡
或蹬踏阻力大处自动调至低速挡。
图例10-4齿轮传动自行乍
4)塑料自行车
工程塑料的引入对自行车性能有很大改进。
碳纤维自行车采用碳纤维模压做成整体无骨架式
车身(图例10—5)。
其特点是强度高,避免有焊接薄弱点;无横梁,重心低,行车便于控制;流线外形,风阻小;重量轻(约11kg,比金属架车轻1.5kg);速度快(比金属架车每公里快3s)。
在巴塞罗那奥运会,一名美国车手骑着定做的一辆碳纤维自行车取得金牌并破世界纪录。
全塑自行车
图例10—6所示为,其车架、车轮皆为塑料整体结构,一次模压成型;车把为整流罩式全握
把,整车呈流线型。
日本伊嘉制作公司开发的全塑自行车整车重量仅7.5kg。
图例10-6全塑自行车
高速自行车
美国加利福尼亚大学学生弗朗斯等人设计的半躺式DexterHysol“猎豹”自行车车速达
68.73mi1e/h,创世界新纪录。
(猎豹奔跑时速可达68mi1e/h。
图例10—7所示的这种高速自行车具有以下特点:
(1)采用“躺式”,骑车者能发挥最大动力,并减小风阻面积;
(2)双级链传动升速;
(3)以高强度碳纤维复合材料注塑整体车座和大梁。
采用碳纤维车把和立柱,铝制链套和中
轴套,连同碳纤维车外罩,全车总重量只有29.5lb(约13.4kg)。
(4)采用Hysol宇航粘合剂取代传统紧固件,既减轻重量,又使载荷和应力均布在更大面积上,
增加强度,减少振动。
(5)运用空气动力学原理对车外罩形状进行优化设计,形成笼罩骑车者的流线型封闭舱,提高空气动力学效率30%以上。
图例10-7髙連自行车
图例10—8所示为巡警用自行车,车上装有内藏式无线电通话设备、手电筒支架,还配备了
便于上被追击用的电动助力装置。
图例10-8巡警用自行牟
双人自行车成家庭型自行车(双人前后蹬踏,中间有几个孩子的车座)由两个人驱动,分别
设有单向离合器,使驱动力同时推动车轮而不互相干涉。
7)小型自行车
为便于搬上高楼或放在汽车后厢外出旅游运动,一种便于携带的折叠式自行车,折叠后最小体积仅座位底下,打开只需15s。
其它类型的自行车
旅行箱式折叠自行车
旅行箱式折叠自行车1
旅行箱式折叠自行车2
具有革新精神的自行车
开发了多种折叠式小型自行车。
美国开发的
27inx8.5inx8.5in,可放于汽车或火车
三合一自行车
世界上最小的折叠自行车
3.几点启示
1)小小普通的自行车可以有多种新型原理和结构,而且还会不断改进、翻新。
可见处处有创新之物,创新设计是大有可为的。
社会的需要促使了自行车的演变,也正是社会的
紧紧抓住社会的需要,将使创新设计史具有生命
2)人类和社会的需要是创造发明的源泉。
需要产生了各种新型功能和结构的自行车。
力。
使产品日趋先进和完善。
如高速自行车的开发中还应用计算机辅助手段进行优
3)不断发展的科学理论和新技术的引入,
考虑到空气动力学和人体力学,采用了新型材料和先进结构,
化,故具有先进的性能。
实践证明,充分利用先进设计理论和科学技术是创新设计中必须重视的问题。
单纯的课本内容,并不能满足学生的需要,通过补充,达到内容的完善