挑战杯立项申请书

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1、附件1编号：重庆三峡学院学生“挑战杯”课外学术科技作品竞赛立项申报书项目名称：水陆两用自行车学科分类：科技发明制作申请人姓名：徐李申请人学院：机械工程学院申请人专业：机械电子工程申请人年级：2012级申请人学历：本科申请人电话：18623205490申请人E-mail：917350795@qq.com毕业日期：2016年6月填表日期：2014年3月24日重庆三峡学院学生课外学术科技活动领导小组办公室制重庆三峡学院学生“挑战杯”课外学术科技作品竞赛立项申报书项目名称水陆两用自行车立项人姓名性别学历所在

2、学院联系电话备注徐李男本科机械工程学院18623205490合作者陈其男本科机械工程学院15922576225王嘉宁男本科机械工程学院13251104587陈松柏男本科机械工程学院13251114469付檄男本科机械工程学院18623612391指导老师姓名性别职称所在单位联系电话备注宋渊明男高级实验师机械工程学院18696808652项目基本内容、现实意义、基本思路、可行性分析一、项目基本内容及思路1.传动方式我们的水陆两用自行车，在水上的动力提供是用链条传动，首先把脚踏板的运动传到后轮固有链轮上

3、。我们用的是变速自行车，所以自行车固有的链轮盘有多个链轮阶梯，且链轮与链轮间距是固定的。我们再在后轮链轮上加引出一根链条带动阶梯轴上的链轮，阶梯轴上的链轮与阶梯轴通过焊接固定在一起的，可以一起正转或反转。那么脚踏板的运动就传到了叶轮上。叶轮既可以正传也可以反转，从而实现了在水上自行车的前进、后退功能。在链条传动中都是采用大轮带小轮，所以是增速传动，脚踏板转动一圈，叶轮转动3.8圈，这样可以得到更大的动力。叶轮安装在阶梯轴上作为动力装置，整体可绕自行车固有的后轮轴在一定角度范围内转动并且选定角度后可以

4、进行固定，这样就可通过调整整体的叶轮装置的角度来调整叶轮的吃水深度，从而达到发挥叶轮最大效率的目的。2.设计方案2.1动力结构本设计动力结构采用叶轮传动，组合之后形成的叶轮如图1所示，作为动力装置。图12.1.1轴的设计阶梯轴是提供动力的主要装置，同时也是本次设计的重要部分，所以对轴的要求较高，选取材料方面，我们通过比较选取45钢。(1)设计轴的长度根据自行车后架的宽度中间部分为150mm，所以固定阶梯轴的两轴架的宽度为150mm，轴架通过两个滚动轴承与阶梯轴连接，滚动轴承型号为6002，此型号的轴

5、承宽度为9mm，阶梯轴安装轴承的两端外侧需要安装轴套、叶盘、螺母，螺纹线、叶盘宽度、轴套之和的长度为100mm，所以计算得到设计的阶梯轴的总长度为：L=150+9*2+100*2=368mm。(2）设计轴的轴径大小通过查阅资料和结合实际经验，得知人踩动脚踏板时使叶片打水产生的水的阻力使阶梯轴需要传递的转矩为T=4N·m，根据查询《机械设计手册》得知轴的许用应力为[τ]=40MPa，轴的长度为L=368mm，轴在全长上的扭角不得超过1°，同时通过查阅相关设计手册，也可以得到轴的切变模量G=80000M

6、Pa。①按照强度要求，应使d=7.07mm②按照扭转刚度要求，应使：因为轴的长度为368mm，在轴的全长上，。所以故该轴的直径取决于刚度要求，圆整后再结合实际为了安全考虑，为了加工方便选却12mm，所以最小直径是是12mm，用于安装叶片。安装轴承的直径为15mm，最大的直径为17mm，所以设计尺寸如下图2所示。图2叶轮的固定采用45钢材料扁平形状的钢材固定，为了拆卸方便，分成两片连接，设计拨叉如图3所示、轴架如图4所示。图3图4图5为了将叶轮安置在阶梯轴的两端，呈对称结构，将设计套筒如图5所示，一端

7、顶在轴承处，一端顶在叶轮内侧，确保个各部分装配的稳定性，装配图如图6所示图62.2链传动链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠，效率高；传递功率大，过载能力强，相同工况下的传动尺寸小；所需张紧力小，作用于轴上的压力小；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。链传动是啮合传动，平均传动比是准确的。链传动是利用链与链轮轮齿的啮合来传递动力和运动的机械传动，比较适用

8、于本设计的叶轮与链轮传动装置中。2.2.1传动比前链轮齿数：40中链轮齿数：主动轮：18；传动轮：24后链轮齿数：14前链轮与中链轮（自行车后轮固有链轮）传动比：i1中链轮与后链轮传动比：i2自行车传动比：i3计算：i1=40/18=2.22i≈24/14=1.71自行车传动比：i3=i1*i2=3.8即：自行车脚踏板转动一圈，动力装置的叶片可以转动3.8圈，转动比较大。2.2.2传动效率结合传动方式，链轮的材料，加工精度，润滑情况等，通过大量实验测试出其传动效率大约