自行车创新设计.docx

1、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102），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

2、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105）。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1

3、1kg，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106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 Dexter Hysol “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

4、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

5、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27in x 8.5in x 8.5in，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