傳動(dòng)軸式自行車的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+SOLIDWORKS模型+仿真動(dòng)畫】,含CAD圖紙+SOLIDWORKS模型+仿真動(dòng)畫,傳動(dòng)軸,自行車,設(shè)計(jì),CAD,圖紙,SOLIDWORKS,模型,仿真,動(dòng)畫 傳動(dòng)軸式自行車的設(shè)計(jì) 郝良慶 （塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院，新疆 阿拉爾 843300） 摘 要：我國(guó)是一個(gè)自行車大國(guó)，針對(duì)傳統(tǒng)鏈傳動(dòng)自行車出現(xiàn)的一些問題，容易掉鏈，傳動(dòng)效率地等問題設(shè)計(jì)開發(fā)了傳動(dòng)軸式自行車。該自行車采用傳動(dòng)軸代替鏈條的方式，前部用一對(duì)錐齒輪改變方向中間采用傳動(dòng)軸后部采用一對(duì)錐齒輪改變方向再通過棘輪機(jī)構(gòu)與后輪相連接實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，該自行車傳動(dòng)部分改為傳動(dòng)軸，其他部分與普通自行車相似。 關(guān)鍵詞：自行車；傳動(dòng)軸；錐齒輪；設(shè)計(jì) 中圖分類號(hào)： 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 引言 在科技日益發(fā)達(dá)的當(dāng)今社會(huì)，新型技術(shù)不斷被研發(fā)并輻射到社會(huì)的實(shí)際運(yùn)用中去，隨著人們環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們都在尋著能夠省時(shí)省力節(jié)能的新型代步工具！都在為共創(chuàng)和諧的節(jié)約型社會(huì)而努力！ 隨著居民生活水平的不斷提高，自行車的使用不僅僅再是普通的代步工具，而逐漸成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選工具。行駛途中，可以當(dāng)做普通自行車騎行鍛煉身體，隨著時(shí)間的推移，原始簡(jiǎn)單的鏈傳動(dòng)自行車已不再滿足人們的心里，人們都希望完善自行車的傳動(dòng)方式功用，以給人們帶來更多的方便。 從早期的自行車雛型出現(xiàn)，到今天種類繁多、形式多樣的自行車產(chǎn)品，已經(jīng)歷了近200年的歷史，隨著社會(huì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步、產(chǎn)品的更新、生活節(jié)奏的加快, 人們?cè)谙硎芪镔|(zhì)生活的同時(shí), 更加注重產(chǎn)品的方便、舒適、可靠、價(jià)值、安全、效率等人機(jī)性能, 創(chuàng)新設(shè)計(jì)即充分發(fā)揮人的創(chuàng)造才能,利用技術(shù)原理進(jìn)行創(chuàng)新構(gòu)思的設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，其目的是為人類社會(huì)提供富有新穎性和先進(jìn)性的產(chǎn)品.因此，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基本特征是新穎性和先進(jìn)性?！靶路f性”就是設(shè)計(jì)者不拘于前人或別人已有的成就,敢于根據(jù)從未嘗試過的想法去進(jìn)行新的探索,設(shè)計(jì)出別具一格的產(chǎn)品?！跋冗M(jìn)性”就是設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不僅應(yīng)標(biāo)新立異，而且在技術(shù)水平上比現(xiàn)有的類似產(chǎn)品要超前一步，即在功能、性能、結(jié)構(gòu)等方面顯示出新的特點(diǎn)和實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)即充分發(fā)揮人的創(chuàng)造才能，任何一種設(shè)計(jì)都離不開創(chuàng)新，工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,無論是對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的改進(jìn)性設(shè)計(jì),還是對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)性設(shè)計(jì)都需要?jiǎng)?chuàng)新。因此,對(duì)自行車進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)具有重要意義，對(duì)傳動(dòng)軸自行車設(shè)計(jì)通過對(duì)鏈輪改造，把前鏈輪改造成一對(duì)錐齒輪傳動(dòng) 中間通過傳動(dòng)軸代替鏈條，后輪在通過一對(duì)錐齒輪改變傳動(dòng)的方向設(shè)計(jì)要求 1 設(shè)計(jì)原理及機(jī)構(gòu) 1.1 設(shè)計(jì)原理 針對(duì)自行車的掉鏈和傳動(dòng)效率低問題研制了傳動(dòng)軸式自行車，該自行車前部采用一對(duì)錐齒輪中間采用傳動(dòng)軸后部采用一對(duì)錐齒輪，從而就改變了現(xiàn)有自行車的缺點(diǎn)，掉鏈和傳動(dòng)效率低和有鏈傳動(dòng)帶來的噪音等問題。傳動(dòng)部分如圖1所示。 1 錐齒輪 2錐齒輪 3傳動(dòng)軸 4錐齒輪 5錐齒輪 圖1 傳動(dòng)的主要零部件 其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生掉鏈，效率較高，不會(huì)對(duì)出現(xiàn)對(duì)褲子出現(xiàn)的撕咬，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)沒有該形式的自行車的空白，使對(duì)自行車感覺會(huì)更加舒適和平穩(wěn)，提高了各部分的通用性能， 1.2 總體設(shè)計(jì) 傳動(dòng)軸式自行車的整體布局如圖2 1車胎 2輻條 3后軸 4后部錐齒輪殼體 5軸承端蓋 6傳動(dòng)軸 7車座 8車架 9與車架固定螺栓 10軸承端蓋螺栓 11前部錐齒輪殼體 12自行車車把 圖2 傳動(dòng)軸自行車總體布局圖 該自行車在人的腳動(dòng)力下驅(qū)動(dòng)，工作時(shí)人腳驅(qū)動(dòng)腳蹬子帶動(dòng)軸，有軸帶動(dòng)前部一對(duì)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在通過軸傳遞給傳動(dòng)軸，再有傳動(dòng)軸傳遞給尾部的一對(duì)錐齒輪使其轉(zhuǎn)動(dòng)，然后在傳遞給棘輪機(jī)構(gòu)，有棘輪機(jī)構(gòu)傳遞給自行車后輪，使自行車能夠在大地上行駛，該自行車傳動(dòng)部分追要有三大部分，前部錐齒輪系統(tǒng)，中間傳動(dòng)軸系統(tǒng)，和尾部錐齒輪系統(tǒng)，前部錐齒輪系統(tǒng)主要作用是，改變傳動(dòng)的方向和增速，中間傳動(dòng)軸主要是能夠較遠(yuǎn)距離的傳遞動(dòng)力，傳動(dòng)軸花鍵的作用是能夠由于十字軸轉(zhuǎn)動(dòng)使傳動(dòng)軸的軸向的位移得到平衡，尾部錐齒輪的作用改變方向進(jìn)一步的使系統(tǒng)增速， 其主要技術(shù)參數(shù)如下: 外形尺寸/mm：1735×1040×520 作業(yè)速度/km/h ：10~15 驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)速r/min : 60 2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì) 2.1 傳動(dòng)軸 錐齒輪 傳動(dòng)軸采用45剛制造，中間采用空心式的，外徑為12mm內(nèi)徑為6mm，傳動(dòng)軸分為兩段前段部分和后段部分，中間用矩形花鍵連接傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)公式如下 式中 d-計(jì)算截面處軸的直徑 -與材料有關(guān)的常數(shù) P-軸傳遞的功率 -常數(shù)通常取0.5-0.6 n –軸的轉(zhuǎn)速 每對(duì)錐齒輪的小齒輪的材料使用40Cr，大齒輪使用45鋼，按吃面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) -彈性影響系數(shù) -需用應(yīng)力 K-動(dòng)載系數(shù) -轉(zhuǎn)矩 -齒寬系數(shù) -傳動(dòng)比 2.2 其它部件 對(duì)原有的棘輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造如圖3 圖3改造后的棘輪 改造后的棘輪使其能夠與最后一級(jí)齒輪結(jié)合使其能夠?qū)崿F(xiàn)傳動(dòng)， 對(duì)車架的改造如圖4 圖4 對(duì)自行車架的改造 1處的改造使其能夠與齒輪箱相連接并將齒輪箱固定住，2處的改造是為了不讓傳動(dòng)軸與傳動(dòng)軸干擾。 3結(jié)論 1）該自行車能夠有效的避免普通鏈傳動(dòng)自行車所帶來的掉鏈，傳動(dòng)效率低，由于騎車不當(dāng)帶來了的撕咬衣服等問題。該自行車完全滿足自行車的行駛要求。 2）該自行車首次提出了以傳動(dòng)軸傳動(dòng)代替普通自行車的鏈條傳動(dòng)。提高了傳動(dòng)效率傳動(dòng)效率在91%左右，使人騎起來感覺會(huì)更加的省力。 3）若這種新的傳動(dòng)方式能夠勾起那些近距離開車的人放棄開車，改為以這種自行車代步，那我們便會(huì)減少汽車的尾氣排放更好的保護(hù)我們的環(huán)境。 參考文獻(xiàn) [1]孟憲源,姜琪.機(jī)構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用[M].機(jī)械 工業(yè)出版社,1966. 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