《立项报告最终版.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《立项报告最终版.doc（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、编号：哈尔滨工业大学大一年度项目立项报告项目名称： 新型无级变速自行车 项目负责人： 孙笑云 学号： 1120810505 联系电话： 18745136694电子邮箱： 院系及专业 机电工程学院 机械设计制造及其自动化专业指导教师： 王滨生 职称： 高级工程师 联系电话： 13804603282 电子邮箱：院系及专业 机电工程学院 机械设计制造及其自动化专业哈尔滨工业大学基础学部制表填表日期： 2012年11月4日一、项目团队成员（包括项目负责人、按顺序）姓名性别所在院学号身份证号本人签字孙笑云男机电工程1120810505231102199507170213霍志浩男机电工程112081050
2、3130131199310164837刘鹏程男机电工程1120810527654126199304170514二、指导教师意见 签 名： 年 月 日三、项目专家组意见 组长签名：（ 学院盖章 ） （ 学部盖章 ） 年 月 日1四、立项报告（字数在2000字以上）（一）立项背景（研究现状、趋势、研究意义等）（二）项目研究内容及实施方案（三）进度安排（四）中期及结题预期目标（即中期检查和结题验收时考核的依据）（五）主要参考文献（参考文献书写顺序：序号 作者.文章名.学术刊物名.年，卷（期）：引用起止页.）编号：立项报告机电工程学院 孙笑云 霍志浩 刘鹏程指导教师：王滨生 职称：高级工程师论文摘要：
3、自行车自17世纪初问世以来，在三个世纪的发展中不断发生创新与改变。但随着工业革命与科技水平的不断发展，自行车作为无动力的交通工具正逐步被驾乘舒适度更高的汽车所取代。尤其在经济快速发展而群众环保意识单薄的中国，汽车所带来的污染与道路堵塞已经成为一个不容忽视的问题。因此在新的时代背景下，自行车重新成为人们出行的最佳交通工具。一方面骑自行车摆脱汽车拥堵、油耗、停车等诸多限制，而且骑车实际也可以达到锻炼身体的目的，另一方面自行车不产生污染，是低碳环保口号下最为理想的出行工具。所以骑车外出的出行方案势必重新成为群众关注的焦点。有鉴于此，为了使人们的出行更加绿色方便，本组计划对自行车进行创新设计，进行了对
4、新型无级变速自行 车的研究。关键词：自行车 新型 无级变速 立项一 立项背景自行车是目前最符合低碳环保主旨的交通工具。无论社会如何向前发展，自行车都不会退出历史舞台。对于目前的自行车，普遍性已经很高，种类也很多。然而传统自行车自1801年发明以来一直没有本质上的改变，单纯通过脚蹬改变转速的方式已经与当今强调驾乘灵活性的社会现实背道而驰。1902年,英国史都梅-阿切尔公司在自行车后轮装上了变速器从而诞生的有级式变速自行车无疑使自行车的驾乘体验提升到新的高度。因此本组将就有级变速自行车的基本工作方式进行改进，研发新型无级变速自行车。1.现状就现在来说，作为顺应时代的发展的产物，变速自行车已经逐渐进
5、入普通民众的日常生活，但这种自行车也有一些潜在的问题。首先，由于它复杂的结构导致用料的增加，进而导致价格的提高。现在的变速自行车并不是每一个家庭都能负担得起的，尤其是农村家庭。这就在很大程度上影响了这一种变速自行车的普及。除此以外，自行车本身倒是没有什么大的问题，但任何东西都不是完美的，它也存在一定的缺点与不足之处。现在的变速自行车仍然以传统自行车链条传动方式作为基本原理，再加上车子上面有很多的齿轮，每一个齿轮之间都有一定的间隙，虽然并不大，但在行进与变速的过程中就不能保证链条不会掉下来。掉链子虽然只是偶尔发生的，但一旦链条掉了就会成为一个很麻烦的问题。普通自行车的链条掉了就很麻烦了，就更不用
6、说如此复杂的变速自行车了。这就是一个隐患。还有就是变速所用齿轮大小是固定的，不能随意更改的。这就将自行车的变速范围限定在一定的比例范围内。这也就是现在自行车的另一个不足了。这两个问题如果可以解决，相信一定可以对自行车的普及有很大的促进作用。现在还有一种自行车那就是电动自行车。它的变速已可以实现连续了，但因为是电动的，自行车的功率并不能太大。而且电动自行车已经颠覆了自行车无动力的基本原则，导致其在环保、驱动安全性方面都存在隐患。还有就是价格也很昂贵，不是所有人都可以买的起的。其实最大的问题是电动自行车并不够十分环保，这也是因为用电带来的问题。2.发展趋势借鉴汽车近二十年的发展趋势，无级变速自行车
7、将成为变速自行车的中坚力量。其实从最根本上来说，理想的自行车应该是足够绿色与健康，而且可以满足人们出行的需要，在保证安全的前提下，尽量满足人们对速度的要求就可以了。综合这些因素，我们决定在现有自行车的基础上设计车一种，人工驱动的，可以连续变速的自行车，以满足大部分人的需要。受汽车无级变速器的启发，我们决定以此为原型，用尽量简单的材料与方法，设计一种无级变速自行车。通过对28种常见无级变速器的比对、初步讨论，并综合考虑构建适用度、价格成本、构件复杂程度、当前知识储备等多方面因素，初步决定采用金属带无级变速器作为主体变速装置，并在自行车上进行适当的研究与改进。3.研究意义相对于传统的自行车，这一种
8、自行车有明显的优势。首先因为是人工驱动的，完全符合绿色健康的原则，同时也符合可持续发展的要求。并且可以降低自行车的价格，使每一家每一户都可以买得起，很大程度上促进自行车的普及。为构建一个绿色健康的未来社会做出贡献。我们不敢说这将是一辆完美的自行车，但它一定是一辆更加健康更加实用的自行车。二项目研究内容及实施方案1.研究内容： （1）.汽车金属带式无级变速器传动器： 熟悉这种变速器传动基本原理。 传动器的主、被动工作轮的固定和可动两部分形成V形槽，与金属传送带啮合。当主、被动工作轮可动部分作轴向移动时，改变了传送带的回转半径，从而改变传动比。可动轮的轴向移动是根据汽车的使用要求，通过液压控制系统
9、进行连续地调节，实现无级变速传动。 变速部分由主动带轮（初级轮）、V型金属带和被动带轮（次级轮）所组成。每个带轮都由带有斜面的半个带轮而组成一体，其中一个半轮是固定的，另一个半轮是可以通过液压伺服油缸来控制其移动。半轮间的轴向相对位移可以通过控制机构来改变；两个带轮轴间的距离是固定的，传动带的周长是固定不变的，所以形成传动比为 当主动轮的半径r1处于较小半径时(半轮间的距离较宽)，被动轮的半径r2处于较大半径时(半轮间的距离较窄)，传动系的传动比较大，相当于汽车低档行使。反之，相当于高档行使。通过控制r1和r2的连续变化，实现了无级变速。即：通过控制主被动轮的可动部分的轴向移动，来改变传动带的
10、回转半径，从而得到连续的传动比。 （2）.普通变速自行车力学基础及变速方式： 了解并运用自行车基本工作原理、变速方式，创新应用于无级变速自行车的外观、变速等方向。 自行车变速系统 的作用就是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢。前齿盘的大小和后齿盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度。前齿盘越大，后齿盘越小时，脚蹬时越感到费力。前齿盘越小，后齿盘越大时，脚蹬时越感到轻松。根据不同车手的能力，即可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速，或是应对不同的路段、路况。车架部件是构成自行车的基本结构体，也是自行车的骨架和主体，其他部件也都是直接或间接安装在车架上的。 车架部件的结构
11、形式有很多，但总体可以分为两大类：即男式车架和女式车架。 车架一般采用普通碳素铜管经过焊接、组合而成。为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。 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，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适、安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全、平稳、和轻快。一般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大、中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型 外胎分软边胎和硬边胎两种。软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适
12、宜多种道路行驶。硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点。 外胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力。山地自行车的外胎宽度特别宽，花纹较深也是适应越野山地用。 脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是一个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，然后由脚蹬轴转动曲柄，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行。 脚踏：可分为整体式脚踏和组合式脚踏。无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面，必须安全可靠，具有一定的防滑性能，可以选用橡胶、塑料或金属材料制
13、造。脚踏必须转动灵活。 前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。 转动车把和前叉，可以使前轮改变方向，起到了自行车的导向作用。此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。 前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。 链条又称车链、滚子链，安装在连轮和飞轮上。其作用是将脚踏力由曲柄、链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。 链轮：用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。 飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同一平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统。从结构上可分为单级飞轮和多
14、级飞轮两大类。 单级飞轮又称为单链轮片飞轮，主要由外套、平挡和芯子、千斤、千斤簧、垫圈、丝挡几钢球等零件组成。 其单级飞轮工作原理：当向前踏动脚踏时，链条带动飞轮向前转动，这时飞轮内齿和千斤相含，飞轮的转动力通过千斤传到芯子，芯子带动后轴和后轮转动，自行车就前进了。 当停止踏动脚踏板时，链条和外套都不旋转，但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动，这时飞轮内齿产生相对滑动，由此将芯子压缩到芯子的槽口内，千斤又压缩了千斤簧。当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时，千斤簧被压缩得最多，再稍微向前滑一点，千斤被千斤簧弹到齿根上，发出“嗒嗒”的声响。芯子转动加快，千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动，发出“嗒嗒”的声音。当反向踏动脚踏时，外套反向转动，会加速千斤的滑动，使“嗒嗒”声响得更急促。多级飞轮是自行车变速装置中的一个重要部件。 多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮片，与中轴上的链轮结合，组成各种不同的传递比，从而改变了自行车的速度2.实施方案：为使无级变速自行车项目研究顺利、可持续性的进
