电动自行车传动与制动的创新设计

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1、电动自行车传动与制动的创新设计摘要：对于电动车来说，要提升车速，必须提高传动的性能，同时对制动系统也提出更高的可靠性和稳定性方面的要求。本文提出的设想是，从设计角度下手，换链传动为同步带传动，并参考汽车上应用的制动器原理，设计一种增力式鼓式制动器，从根本上改进其存在的不足。关键词：电动车，同步带传动，增力式鼓式制动器1.引言电动车是我们日常生活中普遍使用的交通工具。与自行车相比，电动车舒适省力，方便快捷，造型时尚；而与机动车辆相比，电动车又有节能环保的优势。因此近年来，电动车在国内得到了广泛的推广和应用。随着现代生活节奏的加快，人们习惯提升交通运输速度，提高生活工作的

2、效率。对于电动车来说，要提升车速，除了增大电动机的输出功率，就必须提高传动的性能。在实际使用情况中，有很多因素会影响到传动的性能，如链条疲劳变形，前后两传动链轮的平行度误差，以及路面颠簸不平等，都有可能造成传动性能低下，甚至导致链条脱落、断裂。另外基于安全性考虑，当行车速度提高，为保证交通秩序和人身安全，势必对制动系统也提出更高的可靠性和稳定性方面的要求。除此之外，当车轮高速转动时来一个急刹车，经常会发出刺耳的尖叫声，造成严重的噪声污染。基于以上几点分析，我认为有必要对电动车的传动与制动系统进行相应创新改进。2.方案设计2.1设计思路通过前面的介绍和分析，我们对目前电

3、动车传动和制动系统存在的缺点已经一目了然。传动方面，链条加工质量和链轮安装精度是影响链传动性能的重要因素。然而从成本方面出发，以及加工技术的局限性，这些问题都是难以避免的。即使不计成本地严格保证精度，链传动也有其固有的缺点：由于传统链传动运转时不能保持恒定瞬时传动比，因而有冲击不够平稳；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜应用在转速过高的场合等。制动方面，表现出来的问题是因为结构设计有待改进而导致制动效果不是特别好，以及因为材料的问题而导致易磨损和发出尖叫等问题。为了有效解决以上提出的各种问题，除了提高加工安装精度、更换材料，更应该从设计角度下手，从根本上改进其存在的

4、不足。针对以上的分析，我作出以下设计思路：传动方面，将链传动更换为啮合型带传动（又称作同步带传动），其兼具了齿轮传动、链传动和带传动的几个主要优点，能严格保证传动比，传动效率高，又能实现一定距离的运动传递；制动方面，参考汽车上应用的制动器结构原理，将电动车上的制动器改进成为增力式鼓式制动器，通过借鉴增力制动原理，使电动车的制动性能得到提高。　　　　　　　　　　　　　同步带　　　　　　　　　　　　　普通制动器2.2可行性分析在改进过程中，由于制动系统的改进可以借鉴汽车上应用的实例，故我们主要需要考虑到的问题是传动方面，具体有：(1)啮合型带条的强度是否足够大(2)啮合型

5、带传动的最大传动功率是否负荷要求(3)前后两个带轮的平行度必须控制在一定范围内(4)使用环境是否有限制(5)应该满足互换行要求首先，通过以前学过的机械设计的知识，我们可以知道，传动带内的抗拉体一般是合成纤维绳或钢丝绳，虽然单根带的拉力和传动功率不可能和链相比，但是应用在电动车的传动上，其强度和传动功率都已足够了，必要的话也可增加带的条数，那就更加绰绰有余了；对于第三点，由于链传动是刚性的而带传动则有一定的柔韧性，因此按照链传动前后链轮的平行度标准来保证带传动中带轮的平行度，就能够满足要求了；而对于第四点，可通过采用闭式传动来减少环境的影响。1.设计方案3.1传动系统带

6、传动工作前，要先预设一个初拉力（Ｎ），使传动带张紧在带轮上。在工作中，有效拉力=（1）其中：为有效拉力，单位为N；P为所传递的功率，单位Kw；v为同步带的速度，单位为m/s。另外又有=F1-F2（2）其中：F1为同步带紧边应力，单位为N；F2为同步带松边应力，单位为N。由以上各式可得F1=+（3）F2=（4）显而易

7、见，当主动轮工作时，同步带的松边和紧边受力不同，而且和初始预紧力有关。当某种型号的同步带的强度已知的情况下，预紧力越大，所能传动的功率越小。当紧边拉力F1达到最大许用应力时，瞬时传递的功率P*最大。若人车质量之和为M，地面摩擦因数为μ，电动车的最大车速为V，则电动车的实际功率为：P=μMgV其中：P单位Kw；　　　M单位Kg；　　　V单位m/s。为保证传动带的安全使用，应留一定的余度，令：P=μMgV＝0.8P*即：P*＝μMgV将其最大瞬时功率代入公式（3），可得