一种躺式自行车的原理设计

《一种躺式自行车的原理设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一种躺式自行车的原理设计摘要：在提倡绿色能源和环保的现代社会，自行车因其不污染环境并且可以锻炼身体的特点受到了许多人的青睐，在自行车大量普及的同时，也出现了很多各式各样的自行车，为了解决传统自行车的一些固有缺点，本文设计了一种新型的躺式自行车，重新设计了自行车的车架、传动装置等，以改善骑行舒适度，提高骑行效率。关键词：新型自行车躺式自行车的发明已经有两百多年的的历史了，1790年，法国人西夫拉克研制成木制自行车，无车把、脚蹬、链条。车的外形像一匹木马的脚下钉着两个车轮，两个轮子固定在一条线上。由于这辆自行车没有驱动装置和转向装置，座垫低，西夫拉克自己骑在车上，两脚着地，向后用力蹬，使车子沿直

2、线前进。1817年，德国的冯·德莱斯男爵发明了一种能自由活动的车把，使他的自行车转变比较方便。1839年，英国一位工人K·麦克米伦首创了用曲轴机构驱动后轮的脚踏自行车，可使人在骑自行车时双足离开地面。1861年的一天，巴黎的马车和婴儿车制造商米肖父子修理德莱斯式自行车，修好后在坡道上试车时，感到这种车放脚很困难，于是对它进行了改进，在车的前轮上安上脚蹬曲轴，从而发明了米肖型自行车，不久这种自行车便开始大量生产。大概在1870年前后，法国的马执又制造了一种前面驱动轮大，后面从动轮小的自行车，这种车的运行效果较好。1890年后，英国的亨伯公司生产出一种用链条传动的、车为菱型的自行车，这种形式的自

3、行车一直沿用至今。自行车的形式经过两百多年的发展已经基本固定下来，虽然近几年有许多新式的自行车出现，比如折叠自行车和各种改装车，但应用并不广，一般只适用于某些特殊的场合和某些爱好者的需要，总的来说，传统的自行车仍然占有不可动摇的主流地位。1.传统自行车的缺点经过两百年的发展，传统自行车的结构几经趋近于完美，但是，事物有利总有弊，传统自行车仍然有一些无法避免的缺点。一、骑行时风阻大，由于传统自行车是直立型的，迎风面大，而且车手常常是弓着身体骑车的，逆风时阻力大，顺风时后背却是流线型的。二、舒适性较差，由于结构原因，传统自行车的坐垫普遍较窄，对胯部压迫大，再加上后背弯曲，很容易造成腰部、颈部疲劳

4、酸痛，另外把手的设计不当也会使手腕疲劳。三、传统自行车重心较高，车手各重要关节朝向地面，骑行摔倒时伤害较大。四、车手视野较差，特别对于公路车车手，在弓身骑车时，不太容易抬头看前方，同时，如果一直抬着头，也会使颈部疲劳。这些缺点主要是由于自行车的结构引起的，因此如果要改进的话就只能从结构上想办法，这也是本课题的初衷。2.设计内容综合传统自行车的结构和缺点，本课题讨论了各种对自行车的创新设计，主要有两种方案：一、后驱式躺式自行车；二、前驱式躺式自行车方案分析：对于方案一，国外和国内的一些自行车爱好者对躺式自行车有一定的研究，也做出过一些实物，对于传统自行车的缺点有一定的改进，但同时也产生了不少问

5、题。本课题的目标是做出设计一种躺式自行车，并作出三维的实体模型，论证躺式自行车的舒适性和使用价值。方案二中的前驱应用较少，其中存在的有些问题难度较大，在普通自行车上应用前驱并没有太大优势，但是如果应用在躺式自行车上，因为躺式自行车的主动齿盘在前，离前轮较近，则前去有很大的优势，试想能否将两种方案结合起来。设计出一种躺式前驱自行车。总的而言，前驱与后驱动比较，两者各有优缺点：后轮驱动的优点：操纵性好，转向灵活，能适合任何复杂的道路，和直立自行车一样操纵自如等。后轮驱动的缺点：链条长，传动系统复杂，有效功率损耗大，重量大些等。前轮驱动的优点：链条短，传动系统简单，有效功率损耗小，重量轻等。前轮驱

6、动的缺点：操纵性极差，转向不灵活，不能适合任何复杂的道路，特别是不适合市区的道路等。从以上分析来看，前驱模式的自行车在广大城市的复杂交通没有优势，所以很难在普通使用者中普及。1.设计过程3.1方案一：躺式自行车3.1.1总体初步设计保持基本自行车结构不变，增加略微倾斜的“躺式坐垫”(靠座)，车轮仍采用传统自行车标准车轮，车架结构需重新设计，传动方式需重新设计。(1)驱动方式选择由于躺式自行车车身较低、较长，且为了方便脚蹬车和发力，齿盘和踏板应设计在自行车前端，这样势必造成主动齿盘离前轮较近，离后轮较远，如果采用传统的后驱设计，则会明显加长链条的长度，这对成本及效率都会有一定的影响。但若采取前

7、驱的结构，由于前驱和转向的具体分配方式不同，又会给转向传动机构的设计带来很大困难，因此我们在方案一中暂时选择传统可靠的后驱方式。(2)传动方式设计由于我们采用后驱方式，这样用于传动的链条将会较长，从主动齿盘传递动力到后轮有两种方式：一、一级变速；二、二级变速。二级变速结构复杂，需预留空间用于安装变速盘，且会降低传动效率以及使成本增加。而一级变速结构简单，也容易实现，设计合适的导链轮即可解决链条太长引起的传动问