题目无级变速自行车设计专 业:学生姓名:班 级:学 号:指导教师:完成时间摘要本课题的主耍研宄内容是无级变速自行车设计传统自行车在使用过程中比较 费力，并且还达不到自己想要的车速本文鉴于上述原因，并且在分析无级变速器 和自行车的基础上，将钢球外锥式无级变速器进行改装，从而形成自行车无级变速 装置该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入和输出，用一对斜齿轮进行 分度调速，从而使自行车进行无级调速，达到预想的效果关键词：无级变速、自行车、无级变速器ABSTRACTThe main contents of this paper is continuously variable bicycle design. In the course of a conventional bicycle more demanding，and has not yet reached their desired speed. In view of the above article, and the CVT based on the analysis of the bicycle and the outer cone CVT ball be modified to form a bicycle CVT. The device will be using friction ball through eight power input and output，with a pair of helical gear indexing speed, so that the variable speed bicycle，to achieve the desired effect.Keywords: CVT, bicycles，transmission目录娜 IABSTRACT I第1章绪论 31.1自行车的发展概况 31.2机械无级变速器的发展概况 41.3无级变速自行车研宄现状 51.4无级变速自行车的研宄意义及实用价值 7第2章无级变速器总体方案的选择 82.1钢球外锥式无级变速器 82.2 钢环长锥式无级变速器 92.3 方案的分析与确定 9第3章无级变速器部分零件的设计与计算 103.1钢球与主、从动锥齿轮的设计与计算 103.2 增压盘的设计与计算 113.3 输入轴的设计与计算 123.4 输出轴的设计与计算 153.5 输入、输出轴上轴承的选择与计算 173.6 输入、输出轴上端盖的设计与计算 193.7 调速齿轮上变速曲线槽的设计与计算 193.8 调速机构的设计与计算 213.9 无级变速器的安装 22第4章结论 23 24第1章绪论1.1自行车的发展概况自行车的诞生与发展己有几百年了，在自行车的发展历程中自行车的结构有过 几次重大的变化，这些变化使自行车的设计发展中出现过“山穷水复疑无路，柳暗 花明又一村”。
每一次重大的变化都是自行车的设计思想上的一个大的突破，每一次 大的变化都使自行车的发展进入了一个新时代1791年，法国人西弗拉克发明了最原始的自行车它只有两个轮子而没有传动 装置，人骑在上面，需用两脚蹬地驱车向前滚动1801年，俄国人阿尔塔马诺夫设计出世界上第一辆用踏板踩动的自行车1817 年德国人徳雷斯在自行车上装了方向舵，使其能改变行使方向1839年，苏格兰人麦克米伦制造出木制车轮，装实心橡胶轮胎、前轮小、后轮 大、坐垫较低、装有脚踏板和曲柄连杆装置，骑者可以双脚离幵地面的自行车同 年，麦克米伦又将木制自行车改为铁制自行车1867年，英国人麦辿逊设计出第一辆装有钢丝辐条的自行车1869年徳国斯阁加特出现了由后轮导向和驱动的自行车，同时车上采用了滚动 轴承、飞轮、脚刹、弹簧等部件1886年英国人詹姆斯把自行车前后轮改为大小相同，并增加了链条，使其车型 与现代自行车基本相同1887年，徳国曼内斯公司将无缝钢管首先用于自行车生产1888年英国人邓洛普用橡胶制造出内胎，用皮革制造出外胎，，以次作为自行车 的充气轮胎从此，基本奠定了现代自行车的雏形时至今日，自行车己成力全世 界人们使用最多，最简单，最实用的交通工具。
也许人们应该永远记住这些自行车 的发明者们，他们的名字，丝毫不亚于汽车的发明者卡尔、本茨随着自行车的诞生也兴起了自行车运动1868年在法国举行了世界上首次自行 车比赛，赛程为2公里1893年第一届世界业余自行车锦标赛创办，1895年第一界 世界职业自行车锦标赛创办，1896年自行车比赛被列为奥运会冲要比赛项目至尽 各类自行车比赛多达几百个，其中尤以行程3900公里的环法自行车大赛最为著名自行车诞生于欧洲，但20世纪却在亚洲的中国获得了前所未有的普及和发展 现在中国的自行车产量、消费量、出口量均居世界第一中国老百姓拥有5亿多辆自行车，年出口达到2000万辆从某种意义上说，中国是一个自行车王国每天清 晨和落口时分，滚滚车流在的城市中移动，这是最为壮观的一道风景，这是一 条现在流动的长城50年代，自行车还是较为稀少的宠物60、70年代，自行车己经在人们的生活 中占有重要位置，缝纫机、手表、自行车被列为三大件，成为一个家庭是否富裕的 象征人们谈论“飞鸽、永久”，不啻于今天人们谈论“捷达、富康”，谁家的自行 车丢失了，公安局，派出所会立刻侦破在以轿车为高官专属的年代，自行车是百 姓的自豪80, 90年代，自行车的生产发生了巨大的变化，千篇一律的老样式被五 光十色的新式自行车代替。
飞鸽、永久”也不在独享殊荣山地车、变速车、高档 赛车、电动自行车等遍地开花过去自行车单一的实用功能衍变出娱乐功能，人们 不再仅仅是骑车而是玩车人们对自行车的认识度也远比50年代多1.2机械无级变速器的发展概况无级变速器分为机械无级变速器，液压传动无级变速器，电力传动无级变速器 三种，但本设计任务要求把无级变速器安装在自行车上，所以一般只能用机械无级 变速器，所以以下重点介绍机械无级变速器机械无级变速器最初是在19世纪90年代出现的，至20世纪30年代以后才开始发 展，但当时由于受材质与工艺方面的条件限制，进展缓慢直到20世纪50年代，尤 其是70年代以后，一方面随着先进的冶炼和热处理技术，精密加工和数控机床以及 牵引传动理论与油品的出现和发展，解决了研制和生产无级变速器的限制因素；另 一方面，随着生产工艺流程实现机械化、自动化以及机械要改进工作性能，都需要 大量采用无级变速器因此在这种形式下，机械无级变速器获得迅速和广泛的发展 主要研制和生产的国家有美国、日本、德国、意大利和俄国等产品有摩擦式、链 式、带式和脉动式四大类约三十多种结构形式国内无级变速器是在20世纪60年代前后起步的，当时主要是作为专业机械配套 零部件，由于专业机械厂进行仿制和生产，例如用于纺织机械的齿链式，化工机械 的多盘式以及切削机床的Kopp型无级变速器等，但品种规格不多，产量不大，年产 量仅数千台。
直到80年代中期以后，随着国外先进设备的大量引进，工业生产现代 化及自动流水线的迅速发展，对各种类型机械无级变速器的需求大幅度增加，专业 厂才开始建立并进行规模化生产，一些高等院校也开展了该领域的研究工作经过 十儿年的发展，国外现有的儿种主要类型结构的无级变速器，在国内皆有和应的专 业生产厂及系列产品，年产量约10万台左右，初步满足了生产发展的需要与此同时，无级变速器专业协会、行业协会及情报网等组织相继建立定期出版网讯及召 开学术信息会议进行交流1.3无级变速自行车研宄现状自行车发展到现在已经有传统的自行车演变成无级变速自行车，现代的无级变 速自行车可谓是形式多样，五花八门，以下是当今社会上存在的部分无级变速自行 车1、 低座无级变速自行车由低矮形车架把一个作驱动的前轮和一个作导向的后轮连接在一块的自行车， 带靠竹的座椅安装在车架中部，骑行者可斜躺着坐在座椅上，两腿放在前轮二侧 杠杆式曲柄无级传动装罝固定在前轮的前上方，通过左右曲柄杆上的滑块铰接链条 交替传动前轮操纵把手装于前轮的正上方，由钢丝绳牵引后轮转向这样就不会 干扰车子的方向操纵2、 人力脚踏式无级变速自行车一种人力脚踏式无级变速自行车，在自行车车架两侧面的中轴上，安装有锥面 和对的变速轮盘组成的主动轮，主动轮两侧安装有脚蹬两变速轮盘轮沿挂有三角皮 带，两盘面间安装有压缩弹簧；在车架的前斜梁上，安装有由变速杆操纵可前后移 动的挺杆，挺杆的近变速轮盘端安装有可使两变速轮盘靠近或分离的插件；在自行 车后轴上的后轮轮辐两侧面支承有附轮；车架后斜梁上在三角皮带上方安装有可推 压三角皮带张紧的张紧轮。
自行车的行走和变速不用成组链轮和链条传动，成本低、 重量轻，可实现无级变速，速度转换快，速比大3、 带传动无级变速自行车一种无级变速自行车，改进了现有自行车的动力传动机构该自行车的动力传 动机构包括以下部件：小动轮、小定轮等构成其特征在于自行车的动力传动机构 包括以下部件：小动轮、小定轮等，与自行车后轴上的飞轮轴套固定连接，小动轮 在拨叉控制下沿轴滑动；大动轮、大定轮、大动轮拨义，大动轮、大定轮也呈锥形， 两轮大小形状一致，锥面和对，组成带有V形沟槽的大传动轮，固定在自行车中轴 上，大动轮在拨叉控制下沿轴滑动；V型传动带镶在大小轮的沟槽中；V型带张紧 装罝装在后轴上，其支承轮支撑传动带；调速器装在车把附近，与闸线连接，闸线 带动调节大小动轮位罝的拨叉这种无级变速自行车通过带传动来实现自行车的无 级变速，传动平稳、噪音低、调速操作方便、变速范围大；同时该无级变速自行车 的结构简单、易于加工，可以实现大规模成批生产4、 前置往复式无级变速自行车针对自行车的驱动、乘座和避震进行改进包括：乘骑者坐靠休闲式椅，两脚 蹬踏前置的两个悬摇杆曲柄，可进行弧形的曲线往复运动，用脚掌面的蹬踏角度或 用手直接调动摇杆上力臂的长短实现无级变速，高效能的带动侥性件驱动后轮；还 包括装卸方便且不互换的休闲式座椅和防落物防盗的可带走座椅；简化的全避震使 乘坐舒适并使货架携带的物品减小了颠簸5、 纯滚动式四个档位无级变速自行车一种纯滚动式四个档位无级变速自行车，其中在中轴上的中心齿轮啮合连接有 一级行星轮和二级行星轮，中心齿轮的两侧分别套装有推动盘，一侧固定在脚蹬轮 轴上，另一侧固定在链轮上；二级行星轮和中心齿轮为棘轮总成与链轮啮合连接， 在中轴和后轴的车架体上固定有座盘，座盘上固定有升降档位弹簧。
随时变增减速 档位，对自行车零部件无影响，制造简单，性能可靠，操作简单，使用方便6、 无链无级变速自行车一种无链条传动，可随意变换车速的自行车该自行车包括车轮、把手、三角 架和踏拐等，横梁左端设有后齿轮、大齿轮和正反齿轮，横梁右端设有中轴齿轮， 齿轮与拐轴齿轮啮合，偏心连杆的上端和杠杆的右端同轴装在定位槽板的滑槽中， 杠杆的左端与齿条连接，齿条与正反齿轮啮合，横梁上方设有拉簧、活动支架和钢 丝拉索该自行车结构简单，调速方便灵活，经久耐用，适合各种型号7、 蓄能型-全自动无级变速自行车一种蓄能型一全自动无级变速自行车，属于交通工具技术领域本实用新型的 R的通过如卜技术方案实现：主要由设置每侧脚蹬上的长型齿盘交替工作，通过同 侧的链条传动同侧的飞轮，飞轮连同带动设置在轮骨A的发条A端发条外端同轮骨 固定骑行时由于每侧长型齿盘的作用，通过链条对同侧的发条交替蓄能，从而实 现全自动无级变速本实用新型是现代变速自行车的换代产品8、 便携式高安全型无级变速自行车一种新式样的自行车。