学号：2009035218课程论文题 目 关于自行车的进化的研究学 院 管理学院专 业 工程管理班 级 09工程管理（二）学生姓名 黄敏指导教师 王洪建2011年11月 29日关于自行车的进化的研究 子系统不均衡进化法则的运用18世纪的自行车是没有链条传动系统的，此时脚蹬直接安装在前 轮轴上，因此自行车的速度直接与前轮的大小成正比为了提高自行 车的速度，人们不断的加大前轮的直径，然而一味地加大前轮直径， 使得前后轮大小比例失衡，使得自行车不平衡，容易摔倒以下应用 TRIZ解决问题的综合流程来获取提高自行车稳定性和速度的解决方 案一、 问题的提出18世纪的自行车在行进过程中，主要依靠前轮的摩擦来获取前 进力人们为加快自行车速度不断加大前轮直径，使得前后轮大小比 例失衡，稳定性很差，单车容易摔倒二、 寻找原因对上一步所分析原因如图1所示：图1自行车前后轮不均衡示意图对上一步所发现问题进行系统分析如下：(1) 组件列表分析本案例的技术系统组件有：前轮，后轮，车轴系统作用对象：地面超系统对象：自行车(2) 分析系统组件之间的作用关系如图2,表1所示技术系统图2系统组件间的作用关系表1列表分析名称功能功能属性充分不足过度有害前轮前进力•后轮支撑•车轴提供动力•支架支撑•(3) 建立组件模型根据上述组件之间的作用关系，建立组件模型如图3所示前轮—摩擦占遛直 作用反作用后轮自行车图3组件模型根据上述系统分析(组件分析)可以发现，自行车动力来自于车 轴，而其前进则是来自于前轮和地面的摩擦，前后轮的大小不均衡使 得自行车稳定性和速度都受到了影响，我们需改变自行车的摩擦部位 和前后轮大小，以及增加传动装置来使得自行车稳定并使其速度增 加。
三、寻找可用资源图4对自行车的动力和传动部分的分析通过对自行车的动力和传动部分的分析（如图4所示），作为系 统的子系统和超系统的可用资源有前轮、后轮、车轴，以及可增加一 个传动装置来达到平横四、寻找可行方案我们可以通过增加传动装置的方式来使得自行车达到平衡，自行 车的前后轮可以增至一样大小，使得自行车前后稳定以后主要讨论 自行车的传动装置的办法1. 齿轮传动 通过脚蹬将动力传动到齿轮，通过各级齿轮将动力传至主动轮A:主动齿轮，B:传动齿轮，C:从动轮，D:主动轮图52. 皮带传动通过脚蹬将动力传至皮带轮，主动皮带轮通过皮带将动力传至从动皮 带轮，从动皮带轮将动力传至主动轮A:主动皮带轮，B:从动皮带轮，C:主动轮，D:皮带图63. 链轮、链条传动一般自行车所采用传动方式，即，通过脚蹬将动力传至主动链轮，主 动链轮通过链条将动力传至从动链轮，从动链轮将动力传至主动轮 原理图与图二相似A:主动链轮，B:从动链轮，C:主动轮，D:链条4. 齿轮、轴传动脚蹬将动力传至主动齿轮，主动齿轮通过齿轮轴将动力传至从动齿 轮，带动主动轮转动图7图8各方案比较：方案一，四均采用齿轮传动，原理较相似，方案二，三采用挠性 传动，原理相似。
从传动效率来看，齿轮传动效率高于挠性件传动从使用寿命来看，齿轮传动的使用寿命比挠性传动的使用寿命长 几倍，更加经久耐用方案四的轴和齿轮外面包有外壳，整个传动系统处于全圭寸闭的工作环 境中，泥水和沙土无法进入里面用润滑脂防锈和润滑，润滑脂不会 流出，润滑效果好其余三种方案传动件在暴露的环境下工作，润滑油容易流出，甚至沾到裤子上弄脏裤子，所以大多数人不加润滑油，链条及链轮上容 易锈蚀从空间结构上看，方案四空间结构紧凑，占用空间小其余三种方案 占用空间大，并且二、三方案容易出现脱链，断链情况从成本上来看，二、三方案成本较接近，较一、四方案成本低， 相比较而言四方案成本最高从养护维修方面看，一方案最为便捷，二、三方案次之，四方案 最为复杂，需要对保护外壳进行拆解五、筛选最优方案各方面综合考虑后，选定四号方案方案选定系统由中轴、中轴伞形齿轮、传动轴伞形前齿轮、传动 轴、前齿轮外罩、传动轴护管、传动轴伞形后齿轮、后齿轮外罩、后 轴、后轴伞形齿轮等部件构成；其中传动轴连接在所述中轴和所述后 轴之间；连接在中轴一端的中轴伞形齿轮与连接在传动轴一端的传动 轴伞形前齿轮相啮合；连接在传动轴另一端的传动轴伞形后齿轮与连 接在后轴一端的后轴伞形齿轮相啮合，所述传动轴伞形前齿轮和后齿 轮外部分别安装有齿轮外罩。
在传动实现过程中，由人力驱动脚蹬做回转运动，脚蹬带动中轴 及其上连接的中轴伞形齿轮做回转，中轴伞形齿轮将回转运动传递至 传动轴伞形前齿轮上，通过传动轴的传动作用，带动传动轴伞形后齿 轮做回转，之后将回转运动传至后轴伞形齿轮，后轴伞形齿轮带动后 轴及其上的后轮进行回转运动，实现系统功能六•实施最优方案自行车的传动装置比较复杂，在传动装置系统的实际运用中我们 采用齿轮、轴传动，由人力驱动脚蹬做回转运动，脚蹬带动中轴及其 上连接的中轴伞形齿轮做回转，中轴伞形齿轮将回转运动传递至传动 轴伞形前齿轮上，通过传动轴的传动作用，带动传动轴伞形后齿轮做 回转，之后将回转运动传至后轴伞形齿轮，后轴伞形齿轮带动后轴及 其上的后轮进行回转运动，实现系统功能，使得自行车的前进速度及 平衡得到很大的提高，为我们的生活生产提供的很大的便利。