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折叠或打开速度最快。
折叠后可以像购物车那样推行、载货。
骑行安全靠。
整车重量轻。
关键词自行车,同步带轮,折叠,购物
I
攀枝花学院本科毕业设计(论文)ABSTRACT
ABSTRACT
Generally,aFoldingBikeconsistsofthejointsofframefoldingandthejointsofverticalpipefolding.Throughthefolioinfrontandback,thelengthshalfapproximatelyhalfwillbereducedeasily,thatistosay,it’smoreconvenientforpeopletotakealongitanywhereafterfolded.Inaddition,itdoesn’tneedanytoolswhenfoldingandanyonecanunfolditeasily.ThemostimportantisthisFoldingBikesstillcanbestable,asitisonthefoundationofseatpost,itssupportingpoint.
ThepapermainlyintroducestheFoldingShoppingBike,whichisakindofbicyclethatcanbecometheportableshoppingcartafterfolded.ThepriorityforthisFoldingShoppingBikeisitsuniquefoldingsnapjointassemblies,makingitmoreconvenientforpeopleincludingtheoldandchildrentooperateitcomparedwiththetraditionalone.
ThiskindofFoldingShoppingBikebringsmoreconvenienceintrafficandshoppingtopeoplearoundtheworld.Withtherapidimprovementoftheconsumptionlevel,peoplegotothedifferentkindsofsupermarketsmorefrequentlyandtheyarewillingtopurchasemoregoods,soit’sinconvenientforpeopletousethetraditionalshoppingcartstotakethesegoodshome.Therefore,morepeopleintheworldpaymuchmoreattentiontotheportablefoldingshoppingcarts.Thecharacteristicsofitareasfollows.First,itadoptsthefoldingsnapjointsassemblies,makingiteasiertofoldandunfold.Second,peoplecanfoldandunfolditinaveryfastspeed.Third,itcancarryonheaviercargosanditcanbepushedforwardjustliketheshoppingcartsinsupermarkets.Forth,itismuchsaferandmuchmorepractical.
Keywordsbike,folding,synchronouspulley,shoppingcarts
II
攀枝花学院本科毕业设计(论文)目录
目录
-2-
摘要 I
ABSTRACT II
1绪论 3
1.1概述 3
1.2自行车的研究现状 4
1.3课题研究的目的及意义 6
1.4本课题主要研究内容 6
1.5自行车材料探究 6
2传统折叠自行车介绍 8
2.1折叠自行车的起源 8
2.2折叠自行车的折叠方式 9
2.3自行车的保养 10
3折叠购物自行车系统结构及组成 12
3.1系统结构 12
3.2组成 12
3.3部件 12
4折叠购物自行车的结构设计 14
4.1方案的对比与车梁结构形式的确定 14
4.2整体车架结构设计 16
4.2.1人一自行车系统 16
4.2.2影响自行车性能的人体因素 17
4.2.3折叠购物自行车折叠设计 18
4.2.4大梁折叠扣设计 19
4.3滚子链轮的传动结构设计 19
4.3.1输入功率的计算 19
4.3.2链轮传动结构设计 20
4.4折叠销钉卡扣结构强度设计 23
4.4.1卡扣的结构强度设计 23
4.4.2销轴的结构强度设计 24
4.5车梁的结构强度设计及计算 26
4.5.1前车轴结构设计 26
4.5.2后车轴结构设计 29
4.6车梁强度的计算 33
4.7刹车装置的设计 35
4.7.1刹车的作用 35
4.7.2刹车装置的分类和区别 36
4.7.3刹车装置的设计 38
参考文献 40
致谢 41
攀枝花学院本科毕业设计(论文)绪论
1绪论
1.1概述
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。
但它的发明和改进经历了漫长而复杂的历史过程。
早在1642年,意大利一位橱窗设计师便在他所设计的罗马教堂的彩色玻璃上,绘制了自行车的雏型图案。
甚至就连大名鼎鼎的达芬奇与他的学生也研究和设计过自行车。
但是直到1885年使用橡胶制造出自行车的充气轮胎。
才基本奠定了现代自行车的雏形。
自行车的发展日新月异,从最原始的形式开始,虽然在基本结构上没有质的变化,但是在其材料的选用、工艺的改良、理念的创新方面,还是有着许许多多的突破。
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。
这些技术的改进、变化,也都是以人为本的。
根据大众的需要,使它更加的贴合我们的生活,使用更方便,轻巧、简单。
基于以上目的我们设计了这个出门可以骑行,折叠后可以推着购物的折叠自行车。
你可以骑着自行车去超市购物,到了超市后经过简单的几步折叠操作,它便化身为一个推着走的购物车,前后两个篮子则可以放置你所需购买的东西。
购物后,又可以将它骑回家了。
图1.1骑行状态图1.2折叠状态
1.2自行车的研究现状
一、我国自行车发展状况
我国自行车产量、出口量均占世界总量的60%以上,国内消费量也居世界第一。
产品质量和技术含量不断提升,出口数量和价格稳步提高。
但是,品牌附加值不高、企业盈利状况不理想以及国内市场监管不尽完善等因素严重制约自行车行业健康发展。
(1)行业概况。
据国家统计局统计,2006年,我国自行车行业规模以上企业881家,生产自行车、电动自行车共计6732.7万辆(据中国自行车协会统计,目前,全国共有各类规模自行车和零部件企业1000多家,电动自行车企业1000多家。
2006年,全国共生产自行车8500万辆,电动自行车1950万辆),全年完成工业总产值518.3亿元,销售收入508.4亿元,利润总额13.8亿元,利税总额21.7亿元,吸纳就业17.65万人。
自行车及其零部件销往176个国家(地区),其中,出口整车5600万辆,同比增长4.5%,创汇18.9亿美元,同比增长7.8%;
出口零部件11.1亿美元,同比增长16.4%。
我国自行车行业已完全实现市场化运作,规模以上企业各种所有制完成工业总产值及其占比情况依次为:
外资企业(289.8亿元,55.9%)、私营企业(182.2亿元,35.2%)、其他所有制企业(46.3亿元,8.9%)。
(2)行业经济运行特点。
1)经济运行态势良好,产量、出口量、出口金额和平均出口价格均持续平稳增长。
2007年一季度,规模以上企业共生产整车1546万辆,同比增长9.4%,产销率99.5%。
完成工业总产值128.3亿元,同比增长13%。
整车出口到144个国家(地区),合计1436万辆,同比增长7.1%;
出口金额5.57亿美元,同比增长13.3%;
平均出口单价为38.8美元/辆,同比上涨5.8%。
出口自行车零部件3.1亿美元,同比增长11.4%。
2)行业专业化程度高,生产体系日趋完备。
国内各种钢材、铝合金、钛合金等轻合金材料供应充足,原材料加工成形、整车生产涂装、各类各档次零部件的专业加工制造及配套齐备,已形成完整的生产体系。
3)产业集聚化程度和效应明显,自行车企业主要集中在天津、江浙沪、广东三大区域。
2006年,各地自行车(含电动自行车)产量及占总产量比重依次为:
天津(4632万辆,44.3%)、浙江(1839万辆,17.6%)、广东(1668万辆,16%)、江苏(1282万辆,12.3%)、上海(992万辆,9.5%),以上五省市合计占全国总产量的99.7%。
4)产品技术含量和质量档次不断提高。
产品开发基本采用计算机三维设计,并充分考虑人体工程学。
企业生产中使用铝合金、镁合金、钛合金和碳纤维等新材料、新工艺的产品比例不断提高,并在管理中运用ERP等先进管理软件和理念,使得自行车产品技术含量和企业经营管理水平不断跃升。
5)优势地位愈加明显。
目前,世界自行车年产量约为1.3亿辆,年贸易量约为7500万辆,我国自行车产量、出口量均占世界总量60%以上,国内消费量也居世界第一,制造能力不断提高,由于早年自行车行业发达的美国、日本在结构调整之后,已无产业基础,中东、东盟自行车基础薄弱,因此,与现有的竞争对手相比,我国自行车产业已具有较为有利的竞争优势。
二、面临的主要问题
(1)产业结构亟待调整。
1)行业集中度不够高。
主要表现在生产规模大的龙头企业占全行业比重不高,年产量100万辆以上的企业数量仅占企业总数的2%左右。
2)专业化分工、产区集聚仍需继续深化。
以天津为例,众多自行车及零部件生产企业分散在不同城区。
上海也是如此,生产凤凰牌自行车的几个分厂之间相距车程要几个小时,物流、仓储、资源配置尚未达到最优化状态,有必要继续发展相对集中的自行车产业园区,进一步细化分工。
3)出口产品较为单一,主要以代步车和小轮车(20英寸或以下)为主。
2006年,代步车和小轮车(20英寸或以下)出口量占总出口量的68.2%,平均出口单价为27.7美元/辆,比整体出口平均单价低了5美元/辆。
(2)行业缺少自有品牌。
1)国内市场知名品牌数量及其所占市场份额均较低。
2006年,自行车、电动自行车整车企业均超过千家,但只有7家企业分别获得“中国名牌”或“最具市场竞争力品牌”,同时,市场份额最高的企业也仅为7%左右。
2)行业缺乏国际知名品牌,缺乏通畅渠道。
自行车行业出口产品80%以上为国外定牌生产,其余不到20%的产品虽以自有品牌出口,但主要通过超市进行销售,产品以小轮车为主,很难提升档次和附加值。
(3)行业盈利状况不理想。
1)国内市场呈缓慢下滑趋势。
究其原因主要是国内消费以普通代步自行车为主,用于运动、休闲、竞技器材的中高档自行车尚未普及,自行车环保、节能、健康的优点也未得到充分宣传;
同时,近年来,社会上偷盗自行车的现象加剧,影响了国内消费者对高技术含量、高附加值自行车产品的购买。
2)出口继续稳定增长,但空间有限。
国际市场贸易量长期稳定在7500万辆左右,我国2006年出口5600万辆,占全球75%。
意大利、德国、中国台湾等在高档产品市场占据主导地位,而其他发展中国家,如越南、印度、孟加拉国等发展较快,在中低档产品市场与我国同类产品竞争激烈。
3)行业平均利润仅为4%左右。
面对激烈竞争,在无法发掘更深层的核心竞争力之前,行业只能靠价格和数量扩张取胜,不仅影响了自身利润和研发投入,而且增加了引发国际贸易纠纷的风险。
(4)电动自行车生产及相关交通管理亟待规范。
目前,部分电动自行车产品超速、超重以及模仿摩托车生产,不符合国家标准的相关规定。
由于各地对电动自行车上路管理规定不一,部分地区鼓励发展和使用,而个别地区则严禁上路行驶,对电动自行车的健康发展带来一定的影响。
1.3课题研究的目的及意义
目的:
寻求一种折叠购物自行车的发展模式,设计出一种能够投入使用的新型自行车。
意义:
改变现有的自行车产业结构,改变自行车生产方式,进而改变人们的生活观念以及思想及生活方式。
1.4本课题主要研究内容
本次研究是针对自行车的折叠方式的改进及折叠成购物车形式的方案的设计。
对于我们更好地理解机构及其组成有着重要的意义。
本次研究的最终目的,是希望本次设计的自行车能够对未来产生一定的影响。
1.5自行车材料探究
目前,可以制造自行车车架的材料主要有以下几种:
钢,铝合金,钛合金,镁合金,钪合金,碳纤维等等,一般市场上出现的车架主要有钢,铝合金,钛合金,碳纤维。
钪合金和镁合金是最近的新兴材料,比较少见。
铝合金是目前最看好的材质,在80年代初期就己经开始被大量运用在自行车制造上,虽然铝合金车架重量轻、延伸性相当好,但应力较集中,所以性能较差。
近年来铝合金材质在车架上运用了新技术,其中渐进式抽管法最被看好,即分数次将铝材逐渐抽薄,减少重量而又不损失强度,消除了车架接缝处的潜在断裂处。
英国设计者KirkPrecision大胆地利用新型材料—高纯度镁,通过镁合金浇注成模方法,再结合高科技制造设备和计算机辅助设计手段,成功地将大规模制造的优势运用到传统手工制造的自行车行业中来,生产出比相同大小和重量的钢管车架质量更轻、刚度更高,性能更佳、动感更强的合金管车架。
钦合金在航空工业上普遍被运用,同时也渐渐被自行车行业所注意。
钦合金稳定性高、不易氧化.强度高、抗腐蚀性好.吸震性也十分好,如此多的优点和制造难度使得钦合金车架的价格一直十分昂贵.
复合材料在运动器材方面蓬勃发展,加上制造技术渐趋成熟,引起有心人士投入复合材料代替金属的开发。
碳纤维是一种纤维补强的热固树脂,属于非金属材料,它重量轻、可塑性大、耐牢性卓越,防震性能好,与同质量的金属相比有更优良的强度与刚硬度;
将碳纤维管状物与铝合金接头这两种截然不同性能的物体以高分子接着剂胶合组成一体化成型车架,最适用于竞赛型的自行车。
碳纤维自行车的国内外发展状况如下所述。
80年代中期,意大利、法国、英国和美国利用复合材料和工程塑料方面的技术优势.相继开发成功了用碳纤维管和铝合金接头粘接成车架的碳纤维自行车。
随后,欧美等国对自行车进行计算机辅助受力分析和强度计算,使计算机外形更符合人机工程学的要求,研制出碳纤维整体车架成型工艺。
90年代初,国外厂商将粘接型和整体性进行混合技术,即用碳纤维管和多通接头作“底”.外敷缠绕碳纤维层,使多通接管掩埋在里面,外部看起来似整体成型。
以确保自行车的强度。
外胎采用软边胎,断面较宽着地面积比较大,能适宜多种道路行驶。
外胎上有花纹,可以增加与地面的摩擦力。
-49-
攀枝花学院本科毕业设计(论文)传统折叠自行车介绍
2传统折叠自行车介绍
2.1折叠自行车的起源
自行车起源于欧洲。
1790年:
法国的西夫拉克伯爵(ComtedeSivrac)将两个轮子装在木马上,人骑在上面用脚蹬地前行,称木马轮。
1816年:
德国的冯德赖斯男爵(BaronKarlvonDrais)发明有车把可控制方向的木轮车,当年获英国专利。
1839年:
苏格兰铁匠麦克米兰(KirkpatrickMacMillan)制成由曲柄连杆结构驱动后轮的铁制自行车。
1861年:
法国的米肖父子发明前轮大、后轮小,前轮上装有曲柄和能转动的踏板的自行车,并于1867年在巴黎博览会上展出。
1874年:
英国的劳森(H.J.Lawson)在自行车上采用了链条传动结构。
1886年:
英国的斯塔利(J.Starley)使用了滚珠轴承和车闸,并将前后轮改为大小相同。
1888年:
英国的邓洛普(JohnBoydDunlop)成功使用了充气橡胶轮胎,自行车至此基本完善。
图2.1折叠自行车示例
折叠式自行车是英国人克莱夫.辛克莱尔的一项新发明,它一上市,就因构思奇特、造型新颖、结构紧凑、用料新奇(车架材料为经热处理的铝和高强度玻璃纤维强化的高聚合物)而吸引了众多目光,因此,虽然价格不菲,很快就被抢购。
折叠式自行车的确是一种独特、方便的交通工具,尤其适合作为几公里至十几公里距离的代步工具。
这首先是因为它携带方便,重仅15公斤,只需11秒种即可折叠或展开,而且很容易地装入一个旅行袋带上汽车、火车、飞机,下车或走出机场后,只需几秒就可打开,骑上完成最后的旅程。
2.2折叠自行车的折叠方式
折叠自行车是一种带脚踏的两轮车辆,可以折叠或通过其他方式转换成便携的形状、尺寸或包装以便于存储或运输。
折叠自行车包括可拆卸自行车。
(折叠自行车包括可拆卸自行车和不可拆卸自行车,部分折叠车还是电力驱动的。
)有些折叠车是电力驱动的。
在各个国家,折叠自行车在法律意义上归属于自行车(或电动车),必须符合所有相关安全标准才能上路。
一般折叠车有车架折叠关节和立管折叠关节构成。
通过车架折叠,将前后两轮对折在一起,可减少45%左右的长度。
整车在折叠后可放入登机箱和折叠包内,以及汽车的后备箱。
折叠自行车携带、使用方便舒适,生产工艺成熟。
目前市面上的折叠自行车都能实现折叠功能。
常见的折叠自行车整车在折叠后体积小巧便于携带。
但是这一功能并没有被消费者充分利用。
原因在于市面上常见折叠自行车的这个功能并不适用。
生产折叠自行车的厂家虽然很多,但是产品类型基本雷同,折叠方案大致为:
折叠大梁,缩小体积,折叠把手所在的竖直杆,使用伸缩结构将座椅支架缩短。
但是这样操作完成后的自行车已变成形状扭曲混乱的一堆金属管,失去了任何功能性和观赏性。
由于市面上的折叠自行车普遍采用铁材或铝合金,重量较大,所以即使完成折叠使整车体积变小,也没有突出便携式等特点。
折叠自行车相对于普通自行车有更多的零部件,所以对折叠功能的弃置导致了很严重的资源浪费。
虽然国外的折叠自行车功能相较我国先进,但折叠自行车的优势没能体现出来。
自行车的材料主要有铝质和钢质,也有极少数使用镁合金,更有极少数高档产品使用碳纤维材料。
如果您经常需要提着车子上下楼,建议您选用铝质车架的产品,这样的车大多在10公斤左右,20寸的一般也不超过12.5公斤。
不仅是重量轻,而且铝质车架产品的寿命也更长,不用担心生锈。
当然,不能只以重量作为唯一指标,车架的强度不可忽略,有些厂家为了减少车重,他们是通过降低车架材料的厚度来实现的,难以保证车架具有足够的强度。
选车时最好骑上去试试,不仅可以感觉车架强度,而且可以测试整车的人体力学设计是否合理,好的设计可以保证骑行姿势伸展,即使长距离也不会疲劳。
另外一方面,部分高级品牌的折叠自行车还有一项优势,就是可以在10到20秒内,折叠成小巧的尺寸,这项优势在英国品牌Brompton伯龙腾身上体现得尤为突出。
独特的折叠设计可以确保车灯、缆线等不受损坏,并且在折叠之后,可以放置进相匹配的折叠包中,不用担心链条与齿轮会弄脏衣服与行李袋。
2.3自行车的保养
一、怎样保护自行车电镀层?
自行车上的电镀层是铬镀层,不仅增加自行车美观,还可延长使用寿命,平时应注意加以保护。
(1)经常擦拭。
一般说来,每周宜擦拭1次,应用棉纱或软布把灰尘擦掉,再加些变压器油或机油擦拭,如果遇上雨淋水泡时,应及时用清水洗净,擦干,再加点油。
(2)骑车不宜太快。
平时,飞快的车轮会将地面上沙砾掀起,对车圈形成很大的冲击力,使车圈受损。
车圈严重的锈洞,大都是这种原因造成的。
(3)自行车电镀层不能与食盐、盐酸之类物质接触,也不宜放在煤烟熏烤的地方。
(4)电镀层如有锈迹可用少许牙膏轻轻拭去。
自行车镀锌层如幅条等不要擦拭,因为表面生成的一层暗灰色的碱式碳酸锌,能保护内部金属不受腐蚀。
二、怎样延长自行车轮胎的寿命?
马路的路面大都是中间高两边低,自行车行驶时,必须靠右侧。
因为,轮胎的左侧常比右侧磨损得厉害。
同时,由于重心靠后,后轮一般比前轮磨损快。
如果在新轮胎使用一段时间后,把前后轮胎调换使用,并调换左右方向,这样便可延长轮胎寿命。
三、怎样保养自行车外胎?
自行车外胎耐磨性好,承受负荷大。
但是,使用不当常常会加速磨损,出现龟裂、爆破等现象。
平时,使用自行车时应注意以下几点:
(1)充气要适量。
内胎充气不足造成的瘪胎,不仅阻力增大,骑车费
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