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1、折叠自行车设计论文小组成员：XXXXXXXXXXXXX学员：XXX 工号：XXXXXX学员：XXX 工号：XXXXXX学员：XXX 工号：XXXXXX完成日期：20XX年XX月XX日 目录题目：折叠自行车设计论文3摘要4第一章 绪论5（一）、自行车的背景与需求5（二）、折叠自行车的好处5（三）、市场分析5第二章 设计方案的确定6（一）、创新来源6（二）、主要技术要求6（三）、研究方法7（四）、设计过程7确定折叠方式8确定传动机构8第三章 结构设计9（一）、结构分析91、设计中的不同点92、车的折叠过程11（二） 关节机构121、车头把手机构122、前身下部结构133、车身与鞍座结构144、传动
2、机构14（四） 强度校核161、应力计算162、弯矩计算17第四章 设计的改进18（一）、车头把手不能折叠18（二）、齿轮箱太大18（三）、脚踏板的位置安排得还不够合理18第五章 总结19参考文献20题目：折叠自行车设计论文作者姓名：XXXX XXXX XXXX完成日期：20XX年XX月XX日摘要在现今社会中，生活节奏越来越快，交通状况越来越差，污染与能源消耗越来越重，自行车作为一种包含了交通代步、锻炼身体、越野旅游、运动比赛以及少量货物运送工具，越来越来越受到人们的青睐。在世界上一些生活品质较高的城市中，为了保护环境，人们上班，购物，学习都骑自行车。因为他们觉得骑自行车不仅简捷、方便、安全，
3、而且是一种锻炼身体的好方法。在中国，贫富差距相差悬殊，道路建设也不够完善，而自行车价格相对便宜，存放与使用方便，维修保养简单，符合人们多种方面的要求。因此，自行车在某些地区还是一种比较普遍的代步工具。而更多的是，对于人们更加关注理性消费和健康问题的今天，大众对自行车的热度也毫不逊色于国外，人们环保意识的增强以及全民健身的推广，使得自行车以及自行车运动重新回到人们已经淡出的视野，并且一直活跃至今，而且只有看出和顺应这种趋势，才能更好地满足人们的需求。世界人口一到达70亿，也就是说明地球上的人口越来越密集，人类可以使用的空间越来越少，所以提倡空间的合理利用成为一种无言的口号，人们都在想方设法地节省
4、空间，把有的空间合理利用。折叠自行车就是人们对这一主题的很好反映。相对于原始的自行车，折叠自行车在外形上的改良成为消费者的一大吸引力以外，还更适合现今人们的生活要求，方便出游携带，使用简单，骑乘舒适灵活等等，使折叠自行车越来越成为人们购买自行车时得一大选择，市场竞争力也随之增长。设计者的工作就是要设计出适合人们使用，满足使用者要求的产品，顺应时代的发展。因此折叠自行车的设计成为设计者的又一挑战。开发公司都希望所能研发出来的折叠自行车的体积与重量都越小越好，而要满足把这一要求，就要很好的分析各种现存的结构，在结合其他所有现存的东西来寻求能够使体积缩小的结构与折叠方式，同时，还要寻找一种适合于设计
5、的方案的材料，从而能够设计出一台具有划时代意义的折叠自行车。关键词:折叠；自行车；设计；机构；体积第一章 绪论（一）、自行车的背景与需求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。由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，因此控制灵活方便，能快速地对驾驶者的操作做出反应，速度直接由人脚部运动直接控制，虽然原始，但却更可以贴近人们的生活。据近几年来得研究表明，骑自行车和跑步、游泳一样，是一种非常有效的健身方法和最能改善人们心肺功能的耐力性锻炼。骑自行车还能够减少空气污染与噪声污染，保护了人们赖以
6、生存的环境。自行车锻炼的好处是不限时间，不限速度。骑自行车不但可以减肥，而且还可以使身材均匀。由于自行车运动是需要大量氧气的运动，所以还可以强化心脏功能。同还能防止高血压，有时比药物更有效。踩自行车压缩血管，使得血液循环加速，大脑摄入更多的氧气，再加入吸入大量新鲜空气，会觉得脑筋更清楚。骑在车上你会感觉十分自由且畅快无比。它不再只是一种代步工具，更是愉悦心灵的方式。由此看出，自行车的需求依然很高。（二）、折叠自行车的好处折叠自行车特征是1、 驾驭自如：依据人体力学而设计的折叠自行车，车轮不大，通过调整前后齿比，骑行舒适快速省力，把手、坐垫高低均可调整。2、 灵活携带：折叠后其体积不到普通自行车
7、的五分之一，体积小，重量轻，提着它上下楼、上下电梯、乘坐公交车和地铁都十分方便。3、 快速折叠:折叠与打开时均无需工具，整个过程只需十几秒钟而已。4、 防止丢失：折叠后随身携带或存在商场物品存放处防止丢失。5、 保持时尚：折叠车外形靓丽，做工精美，绝对是时尚一族的顶好装备。6、 送礼佳品：价格、外观、功能，都决定它是送礼的好选择。7、 健身环保：骑折叠自行车不仅是最好的有氧运动之一，也是身体力行的环保途径之一。（三）、市场分析现在的市场上存在着各种各样的折叠自行车，厂家们也在争先地推出其崭新的产品，为求能够吸引更多消费者的注意力，增加销售量。但是在这些款式中，大部分折叠自行车的折叠机构都是千篇
8、一律、大同小异的，多数都只不过在颜色和材料或者是小部件上有所区分，没什么设计能真正做到真正意义上的改进。市场上大部分的折叠自行车虽然折叠后体积是比不可折叠自行车小一点，但对于广大用户而言，市场上很多折叠自行车折叠后还是很难携带，尽管也有一些折叠车品牌陆续推出了折叠车提包，但提包体积很大，非人力可以携带行走。因此，折叠自行车已经成为自行车的一种发展优势，人们在选购自行车是都会首先考虑折叠自行车，所以，所以，现在人们对购买选择自行车的要求已经不仅仅局限于使用舒适，还包括外形、结构和存放空间等等，所以只是简单的改变一些小部件，改变颜色和材料等得改进已经不存在着什么明显的优势。如何能把折叠自行车折叠后
9、的体积更小，折叠操作更方便、省时、灵活，已经成为广大折叠自行车的开发者的挑战。第二章 设计方案的确定（一）、创新来源本设计主要是在现有的折叠自行车的基础上作出改良与创新。现有的折叠自行车折叠后的体积都比较大，所以要首先在合理的构造的前提下思考如何在减少折叠后的体积这一点上下手，不只是简单的的直线伸缩，还利用各种的机构，在传统的载人自行车的基础上去掉了后座，这样子就能够更加扩大节省材料和体积的可能性，为我们的创新设计创造更大的思维空间。本设计在结构上做了很大程度上的改进，外形也有了很大的突破。折叠后比以往的设计体积更小，折叠方式更方便，重量更轻。有些折叠自行车虽然体积是变小了，车的齿轮的传动比太
10、少，只有一级传动，骑上去后脚即使把脚踏板踩得飞快，相比于普通自行车的车速依然显得非常逊色，因此就要思考一下可以用什么方法来解决这一问题。参考了牙箱的传动机构，就想到在传动上不是仅仅只能局限在一级传动上，所以齿轮就在普遍的链条与齿轮的一级传动改成了链条与齿轮的二级传动，以此来增加脚踏板的转动轴与车轮的传动比，是人能够在不用拼命的踩就能得到一定的车速，达到悠闲地行驶的效果。最普遍的折叠方式是车头与车座位置的伸缩和单纯的把折叠自行车从中间折叠一半，也并不能缩小多少的体积，自行车还是大大的一台在那里。现今已存在的折叠扇就是折叠机构中很成功的例子，因此可以把折叠扇的折叠方式借鉴或灵活运用到折叠自行车上面
11、去。把伸缩与旋转折叠的方式相结合，就可以做到更大限度的节省空间。（二）、主要技术要求1、采用现代设计方法完成各部分的设计；2、使用该设备能实现展开后安全正常行使，折叠后便于携带等功能，3、要求总体结构尺寸最小化，关键零部件强度、刚度足够；4、动作安全可靠，工作时运动平稳；5、整体结构布局优化。6、主要技术参数最大展开尺寸：1284.67*550*1180.76传动比：脚踏一圈与车轮转动圈数之比，1:4最小折叠尺寸：750*450*800最大承重：100kg最高时速：40km/h设计重量：7.5kg刹车线：1.5MM不锈钢（固定螺钉设计，取消圆孔下部的螺纹，不锈钢材料。强度增加一倍）。车轮直径：
12、205mm行程：643.7mm（三）、研究方法设计这一折叠自行车可以从查阅现有的文献资料中对现有自行车的机构进行了解分析，理解现有折叠自行车工作原理及运转方式。对研发部所提供的自行车实物尽心观察，分析各零部件的功能以及尺寸。借鉴优良的设计，把已掌握的基本机械设计知识运用到折叠自行车的设计与创新中去。理论与实际相结合，不一味的寻求另类和创新，（四）、设计过程通过观察市场上的折叠自行车，在一般的折叠自行车设计中发现其中存在的问题有：折叠之后占用空间大和车身重量比较重，这样设计只在名义上做到折叠，实际折叠之后占用的空间减小量不大，自行车车的重量却与非折叠式自行车的重量差不多，有的设计选用的材料强度好
13、但比较稀有加上零部件采用非标准件，价格便不是一般人能接受的，以及有些折叠自行车虽然结构精巧，但是，由于传动部件也随车身的要求而缩小，传动比小，给使用者带来很大的麻烦。所以此类设计只达到美观以及方便运输的目的，而没有达到大众化且携带方便使用轻松的目的。针对这些问题，我们找到目前折叠自行车设计中的可以改善的空间。确定设计纲要整理已找到的问题及可改善的机会，建立我们对折叠自行车设计的纲要。车身材料采用较常见的自行车材料 可以采用普通的Q235钢，整台自行车的价格尽量控制在平民能接受的范围。车的零部件采用普通的标准件 可以避免使用过程中自行车出问题时需更换专用零件遇到的麻烦，维修简单。结构尽量简单 使
14、用简单的结构，一方面可以简化制造加工及装配流程，减少生产的成本，另一方面可以方便使用者装拆自行车。车身占用空间小 无论在运输还是外出旅行，车身占用的空间越小，给人带来的便利就越大，也能相应减少自行车的成本。传动部件传动比要大 使自行车车身占用空间小的话，车轮直径的小尺寸是最起作用的，但是由于车轮小又要满足使用者不至于费很大力气却不能使车的速度达到普通自行车的速度，所以考虑到用大传动比，小结构的折叠自行车用两个齿轮传动是不能达到大的传动比，我们综合考虑之后，采用二级齿轮传动来加大小空间使用的传动比。搜集资料阶段，我们能接触的资源有：现有的自行车；网络资源；图书资料；及对自行车有点研究的朋友或维修
15、店师傅。而我们做最多是采用网络资源，带着自己对折叠自行车的design brief通过上网找关于折叠自行车，下载折叠自行车的图片及参数，主要是上淘宝网上搜集参数，也可以参考自己要搜索的自行车的市场价格。经过搜索，发现市场上折叠自行车的结构基本采用平行四边形，即折叠的形式是两个三角形合并，但这种折叠方式需要空间比较大。有一种结构是采用雨伞式折叠结构，折叠之后就像收伞的效果，占用空间小。还有一种折叠方式像多功能小刀的折叠方式，但是这样结构强度方面比较差。整理多个方案之后，我们选用雨伞式折叠结构的设计，即A-Bike公司的设计，这种结构简单，占用空间小，这种结构的设计比较接近我们的设计目的。综上，我们选用的设计方案是：总体结构是雨伞式折叠结构，车身材料主要用Q235钢，零部件采用通用标准件，直径220mm左右的小车轮，传动齿轮采用二级传动。组员分工合作整理设计方案，计算修改各部件尺寸及强度，设计齿轮及飞轮的直径和齿数，定车轮的直径，和进一步设计折叠机构。手绘各个部件及自行车总体的草图，对部分机构进行修改，组员一起用PROE软件绘制出自行车的零件图及装配图
