自行车双层停车架中助力机构设计

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1、自行车双层停车架中的助力机构设计张良,陶晓江阴职业技术学院,机电工程系,江苏无锡214405摘要：设计一种新型自行车双层停车架,上层停车架采用垂直升降式，不用时可以折叠收纳放入主体立柱，提高了空间利用率。为上层架的提升和收纳动作设计助力机构，使停车操作变得简单省力。选用恒力弹簧作为上层架提升动力源，液压弹簧作为上层架折叠的辅助动力，并对这两种弹簧进行分析、计算和选型。关键词：自行车；双层停车架；助力机构；恒力弹簧DesignofAssistingMechanismforBicycleRackofDouble-DeckTypeZHANGLian

2、g,TaoXiao(MechanicalandElectricalEngineeringDepartment，JiangyinPolytechnicCollege，Wuxi214405，China)Abstract:Thebicyclerackofdouble-decktypewithaverticalliftingupperrackisdesigned.Theupperrackcanbefoldedintothemainbody,whichbringingmoreeffectiveusesoftheparkingspace.Theassis

3、tingmechanismisdesignedfortheverticalliftingandthefoldingaction,sothattheparkingoperationbecomessimpleandeasy.Theconstantforcespringandhydraulicspringisselectedaspowersupplyinassistingmechanism,andtheanalysis,calculationandtypeselectionforthesetwokindsofspringaredoneatlast.

4、Keywords:bicycle；RackofDouble-DeckType；AssistingMechanism；ConstantForceSpring0引言现有的自行车双层停车架工作方式大都采用轨道滑移式，停车操作主要依靠人力完成，对操作者的力量要求比较高。而且由于操作过程中上层架通过轨道向后滑移，空置时也固定停放在上层空间，空间利用率尚不理想。拟开发一种新型自行车停车装置，双层停放车辆，上层架垂直升降并配备辅助动力，且不用时可以折叠收纳进主体立柱，大大提高了停车场地的空间利用率。1需求分析根据现有自行车双层停车设备的使用情况设定研发目标

5、如下：①实现上下层分层停车，下层停车架可以左右平移，上层停车架采用垂直升降式；②为上层架提升设计助力机构，便于上层停车操作；③上层停车架设计成折叠可收纳型，并为折叠操作提供动力；④结构合理、工作可靠、成本低廉、操作方便以及安装维护简单。2总体设计上层架单元设计成垂直升降式,下层架单元设计成左右滑移式。停车架框架结构如图1所示。图1停车架框架结构图2上层架单元固定、提升机构的机构简图①立柱是停车架的主体，设计成高度方向垂直放置的方管，为了容纳置轮槽折叠时收纳进立柱，在立柱的前方开设一个上下贯通的缺口；②置轮槽用来放置自行车轮子，故设计成方槽形，

6、具体尺寸按照自行车轮子和各部分的尺寸来确定；③放入自行车后，置轮槽要求可以在立柱内上下移动，因此设计可以在立柱内上下移动的升降体，将置轮槽与升降体用转动副连接。如图2所示。立柱、升降体及置轮槽的主要尺寸根据自行车的尺寸来确定。3助力机构的设计（1）动力源选型上层停车架和升降体用铰链连接，工作时跟随升降体一起升降，不用时折叠收纳进立柱主体。上升由助力机构来提供动力。根据停车架的工作情况，助力机构要满足以下要求：①为升降体提供基本恒定的上升拉力；②升降体行程较大，上升距离＞1.5m，为下层停车预留出空间；③上层架上升时要求助力机构提供一定的阻尼，

7、确保上升速度稳定，防止突然上升。综合以上条件，选用恒力弹簧为上层架动力源。（2）助力机构设计助力机构选用恒力弹簧常用的上下悬挂式机构。如图3所示。图3助力机构示意图①恒力弹簧上部与立柱的连接与恒力弹簧最内圈尺寸相对应，设计一尼龙材质的的芯部，置于恒力弹簧内圈。尼龙芯部安装于一轴类零件上，轴的轴线与上层架平行，前后方向安装于立柱的顶部两侧。②恒力弹簧下部与升降体的连接恒力弹簧的簧片一般要避免受纵向拉力，因此弹簧最下端与铰链（普通家装用合页）的一部分用螺栓连接，铰链的另外一部分与升降体上部的轴相连（该轴用来连接软索与升降体）。如图5所示。弹簧最下

8、端用螺栓与合页一部相连接，可以起到补强作用，避免簧片因受纵向拉力而破坏。合页与升降体上部的轴相连的另外一部分（下部）因为始终处于垂直位置，从而能够通过升降体上部的轴