课程设计报告完成版

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1、s课程设计说明书作者:李润奇学号：913113370124学院:理学院专业(方向):工程力学题目:从力学角度分析自行车指导者：王兴久(姓名)(专业技术职务)(姓名)(专业技术职务)评阅者：王兴久(姓名)(专业技术职务)2016年05月ss声明我声明，本毕业设计说明书及其研究工作和所取得的成果是本人在导师的指导下独立完成的。研究过程中利用的所有资料均已在参考文献中列出，其他人员或机构对本毕业设计工作做出的贡献也已在致谢部分说明。本毕业设计说明书不涉及任何秘密，南京理工大学有权保存其电子和纸质文档，可以借阅或网上公布其部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权保存、借阅或网上

2、公布其部分或全部内容。学生签名：年月日指导教师签名：年月日ss毕业设计说明书中文摘要依据自行车的行驶原理，从力学角度分析骑自行车遇到的如何省力、刹车问题，并对自行车的设计进行了讨论。关键词自行车行驶方程牵连运动平衡方程刹车ss毕业设计说明书外文摘要TitleAnalysisofbicyclefromtheangleofmechanicsAbstract.Accordingtotheprincipleofthebicycle,theproblemofsavingenergyandbrakingisanalyzedfromthepointofviewofmechanics,and

3、thedesignofthebicycleisdiscussed.KeywordsBicycleTravelequationImplicatedmovementequilibriumequationBrakess目次1引言………………………………………………………………………………………31.1自行车行驶原理………………………………………………………………………31.2选题目的和意义…………………………………………………………………………32研究方案……………………………………………………………………………42.1骑车省力技巧……………………………………………………………43

4、设计方案…………………………………………………………………………53.1刹车技巧…………………………………………………………………………………53.2刹前闸时…………………………………………………………………………………53.3刹后闸时……………………………………………………………………………5结论……………………………………………………………………………………6致谢……………………………………………………………………………………7参考文献………………………………………………………………………………8ssss1引言自19世纪发明以来，自行车巳发展成为普通的交通工具。在科技发达

5、的今天，自行车以其良好的运动性和有利环保的特点，仍受到人们的青睐。自行车在设计、使用中，富含力学知识，合理应用力学技巧，可在骑自行车时省力，提高安全性，现分析如下。1自行车行驶原理自行车为后轮驱动，骑车人脚蹬踏板在后轮上产生力矩M。在M的作用下产生一车轮对地面的圆周力Fo，而地面对车轮的反作用力Ft即为驱动力，Ft＝M／R，R为车轮半径，如图1示。车子在水平道路上等速前进时，必须克服滚动阻力Ff和空气阻力Fω，所以自行车的行驶方程为Ft=Ff+Fω。它的驱动条件是Ft≥Ff+Fω。同时，车要有效前进还必须满足附着条件Ft≤Fψ，Fψ=Gψ，ψ为附着系数。一般自行车的设计都采用

6、后轮驱动，从行驶条件看是合理的。因为人车系统质心的位置偏于后侧，则后轮承受较大的荷载能产生比较大的附着力，有利于满足附着条件。2选题目的和意义自行车是我们日常生活中使用非常普遍的工具，但其中也蕴含了非常多的力学概念，从力学角度解析骑自行车，有助于我们在骑自行车时更好地保护自己，健康的生活。2研究方案ss2.1骑车省力技巧当自行车在平坦的路面上沿直线匀速前进时，根据行驶方程式Ft=Ff+Fω，驱动力应与行驶阻力相等，则骑车人蹬踏板的力F应保持不变。但用前脚掌蹬车时感觉比用后脚跟蹬车费力。这是什么原因呢？原来，骑车时上半身基本保持不变，只有脚和腿在周而复始地运动。如图2（a），当

7、用前脚掌蹬踏板时，脚以踝关节为支点摆动c设静坐标系固定在大链轮中心O处，动坐标系固定在踏板轴中心口处，则相对运动是脚的摆动，牵连运动是踏板相对大链轮作圆周运动。此时小腿肌肉收缩做功，大腿仅以较小幅的动作上下随动。而用脚后跟蹬踏板时，力的作用线沿小腿过膝关节，如图2（b）所示。设坐标系位置不变，牵连运动仍为圆周运动，但相对运动变为大腿绕髓关节摆动。此时，大腿上肌肉群收缩做功，大腿运动幅度较大。固为肌肉产生的力与肌肉的生理横截面积成正比，相比之下，大网肌肉的生理横截面积远比小腿肌肉大，所以产生的力也大。若用