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廣東技術師范學院天河學院 本科畢業(yè)設計開題報告 題 目： 折疊式自行車結構設計 系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 姓 名： 張奇志 學 號： 201030743207 指導教師： 朱亞峰 2013年 11月20日 - 4 - 本科畢業(yè)設計開題報告 系別 機電工程系 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 本機制102班 姓名 張奇志 學號 2010030743207 聯系方式 15989115895 題目 折疊式自行車結構設計 一、選題背景 當前世界環(huán)境污染嚴重，各國紛紛倡議環(huán)保，低碳出行，自行車交通則成為了綠色交通工具的最佳產品，世界各國重新開始重視自行車的使用。折疊式自行車是隨著科技的進步不斷地發(fā)展，逐漸走向造型多樣化、功能多元化。由于采用了新的材料和新的結構，折疊自行車變得更輕便,折疊體積更小，外型更美觀，結構更結實耐用。結構是產品設計的物質技術基礎，技術制約設計，技術也推動者設計，相輔相成。從設計美學的角度看，技術不僅僅是物質基礎，還具有其本身的“功能”作用，只有善于利用材料的特性，給予相應的結構形式和恰當的加工工藝，就能創(chuàng)造出實用、美觀、經濟的產品，在產品中體現技術的潛在功能。而折疊自行車的發(fā)展以人性化，功能綜合化，自重輕量化發(fā)展款式多樣化發(fā)展，并形成高、中、低檔次格局。又因折疊式自行車攜帶方便，性價比高，近年來深受廣大消費者的青睞，成為了外出旅行，短途代步的不二之選。 二、課題設計 2.1課題的內容 折疊式自行車是一種集運動、休閑、娛樂于一身的機械產品，車體由車架、鏈輪、車輪組成，但由于更傳動方式、用途不同，其結構也存在很大的差異。本設計針對目前市場上擁有多種室內外健身器材，如跑步機、劃船器、直立式固定腳踏車等，然而這些健身器材絕大部分均為固定式，且多數僅在室內使用，而且價格較高，健身效率不高的情況下所開展的機械結構設計，設計中包括其傳動機構、健身實用性、工藝性等綜合方面的設計。 2.2課題的目的 （1） 改進當前市場上固定式的健身鍛煉器材。 （2） 進行多功能健身車結構設計的優(yōu)化。 （3） 針對產品攜帶的方便性及性能進行設計。 2.3課題的意義 改善當前健身器材的固定缺陷，對折疊式自行車的進一步深入發(fā)掘其功能，以滿足現實生產的基本要求，以便規(guī)模化生產，在行業(yè)中得到應用和推廣。另外，對產品材料進行重新選取，改進健身車原本的不足，對結構和造型進行改進和完善，協調健身車各部分比例，使結構更加緊湊，產品更加實用，節(jié)約成本，讓整體造型更加美觀。 2.4 文獻綜述 隨著時間的發(fā)展，折疊式自行車應滿足：（1）質量輕；（2）折后體積小、形狀規(guī)則、方便攜帶、不怕擠壓；（3）展開時輪距要足夠大，應有良好的縱向穩(wěn)定性，車架尺寸合理，騎行舒適，調整范圍大，適于不同人使用；（4）傳動變速比應保證正常騎行速度；（5）收起、展開方便快捷，無須太用力，操作程序簡單；（6）材料精良、做工精致、質量穩(wěn)定，折疊鉸鏈加工精度高，長時間使用安全可靠；（7）色彩豐富。能滿足消費者需求越多的設計，就是巧妙和成功的設計。隨著功能設計的完善、加工質量的提高、輕質材料的使用，折疊自行車一定會穩(wěn)步地迎來快速發(fā)展時期。 三、課題研究現狀 3.1國外研究現狀 在國外，如歐洲、北美等發(fā)達國家，經濟發(fā)展水平高，民眾消費能力遠高于我國本土，居民追求的不僅僅是物資生活，更多地追求時尚、休閑、娛樂之中。對于健身器材的要求很高，器材生產商往往只局限于室內健身產品的開發(fā)，而對折疊式健身自行車研究甚少。 3.2國內研究現狀 我國一直是自行車生產大國，近幾年來，國內折疊式自行車得到了很好地發(fā)展，隨著金融危機的逐漸消散，國民經濟開始復蘇，人們對第三產業(yè)的消費增加，更多人開始重視身體健康，加強體育鍛煉，而當前固定式的健身車并不能達到理想的需求，例如上班人士時間不允許等問題存在，為此設計出更便利、多功能的健身車以供更多沒時間又渴望鍛煉的消費者所使用。 四、課題設計方案 4.1設計方案選型與分析 方案一：折疊式自行車采用齒輪齒條及棘輪聯合傳動的方式，通過人踏步運動將重力傳遞給踏板，用齒條帶動齒輪，然后再傳遞到傳動輪，以此帶動小車運動，實現健身、休閑及代步等多重功能。此方案采用單輪驅動，更靈活的運轉及轉彎時所需的速度差等，消耗功率大。工作傳動簡圖如圖1所示： 圖1 方案二：折疊式自行車采用齒輪齒條及棘輪聯合傳動的方式，通過人踏步運動將重力傳遞給踏板，用齒條帶動齒輪，然后再傳遞到傳動輪，以此帶動小車運動，實現健身、休閑及代步等多重功能。此方案采用雙輪驅動方式工作，能很好的傳遞力以驅使自行車更快速行走，消耗功率小。工作傳動簡圖如圖2所示： 圖2 4.2方案的確定 選擇方案一，因為方案一中的自行車傳動采用了單輪驅動，能很大程度的解決轉彎時所需的速度差問題，比方案二更容易行駛和控制。 4.3方案的特點及創(chuàng)新 （1） 使折疊式多功能自行車結構簡單緊湊，安裝、使用及維護方便。 （2） 傳動準確可靠，不影響整車性能、布局。 （3） 設計標準化、系列化、通用化，具有適用性和經濟性。 （4） 齒輪軸與齒輪采用過盈配合。 （5） 采用齒輪齒條及棘輪聯合傳動的方式。 （6） 采用站立式的自行車設計。 5、 預期結果 該設計方案達到了設計任務書的基本要求，保持了傳動件正確的相對位置，運轉平穩(wěn)，使得健身效率提高，維護方便，安全可靠，性價比高，實用性強。 六、設計主要步驟 1、仔細閱讀和研究設計任務書，明確設計要求，分析原始數據、工作條件及設計要求等。 2、擬定設計的總體方案，并繪制傳動裝置的運動簡圖。 3、進行折疊式多功能自行車內部傳動件（齒輪齒條及棘輪）的設計，設計包括齒輪和棘輪的結構、選材等。 4、軸的設計。（軸材料的選取、直徑、軸系零件的結構設計、強度設計及校核等） 5、軸承組合部件的選取。 6、折疊式多功能自行車前叉結構設計及受力校核。 7、折疊式多功能自行車車架體結構等零件的設計（尺寸、材料選取、受力分析等）。 8、裝配圖和零件圖的設計和繪制。 9、繪制零件三維圖。 10、整理、編寫設計說明書。 七、進度計劃 序號 任務名稱 開始時間 結束時間 1 選題 2013.12.15 2013.12.19 2 查閱中、外文獻資料，外文資料翻譯，確定系統(tǒng)設計方案 2013.12.20 2013.12.24 3 開題 2013.12.25 2013.12.31 4 進行畢業(yè)設計 2014.01.05 2014.03.01 5 中期檢查 第八學期第3周 2014.3.10 6 上交畢業(yè)設計正稿打印版及電子材料，畢業(yè)設計及設計說明書光盤，完成畢業(yè)答辯ppt 第八學期第11周 2014.05.07 7 畢業(yè)答辯 第八學期第14周 2014.05.28 八、參考文獻 [1] 楊可禎等主編.《機械設計基礎》第5版.高等教育出版社2006. [2] 王先逵主編.《機械制造工藝學》第2版.機械工業(yè)出版社2010. [3] 王凡、宋建新主編.《實用機械制造工藝設計手冊》機械工業(yè)出版社2008 [4] 朱文堅主編.《機械設計方法學》高等教育出版社2006. [5] 朱孝錄主編.《齒輪傳動設計手冊》化學工業(yè)出版社2004. [6] 唐金松主編.《簡明設計手冊》上?？茖W技術出版社第三版. [7] 二代龍震工作室編著.《Pro/ENGINEER》清華大學出版社2010. [8] （美）威爾遜，（美）薩德勒著，秦偉縮編.《Kinematics and Dynamics of Machinery》重慶大學出版社2005. 指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日 教研室審核意見： 教研室主任簽名： 年 月 日 備注：本開題報告須裝入學生的畢業(yè)設計（論文）檔案袋存檔。