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廣東技術(shù)師范學院天河學院
本科畢業(yè)設計開題報告
題 目: 折疊式自行車結(jié)構(gòu)設計
系 別: 機電工程系
專 業(yè): 機械設計制造及其自動化
姓 名: 張奇志
學 號: 201030743207
指導教師: 朱亞峰
2013年 11月20日
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本科畢業(yè)設計開題報告
系別
機電工程系
專業(yè)
機械設計制造及其自動化
班級
本機制102班
姓名
張奇志
學號
2010030743207
聯(lián)系方式
15989115895
題目
折疊式自行車結(jié)構(gòu)設計
一、選題背景
當前世界環(huán)境污染嚴重,各國紛紛倡議環(huán)保,低碳出行,自行車交通則成為了綠色交通工具的最佳產(chǎn)品,世界各國重新開始重視自行車的使用。折疊式自行車是隨著科技的進步不斷地發(fā)展,逐漸走向造型多樣化、功能多元化。由于采用了新的材料和新的結(jié)構(gòu),折疊自行車變得更輕便,折疊體積更小,外型更美觀,結(jié)構(gòu)更結(jié)實耐用。結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品設計的物質(zhì)技術(shù)基礎,技術(shù)制約設計,技術(shù)也推動者設計,相輔相成。從設計美學的角度看,技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎,還具有其本身的“功能”作用,只有善于利用材料的特性,給予相應的結(jié)構(gòu)形式和恰當?shù)募庸すに?,就能?chuàng)造出實用、美觀、經(jīng)濟的產(chǎn)品,在產(chǎn)品中體現(xiàn)技術(shù)的潛在功能。而折疊自行車的發(fā)展以人性化,功能綜合化,自重輕量化發(fā)展款式多樣化發(fā)展,并形成高、中、低檔次格局。又因折疊式自行車攜帶方便,性價比高,近年來深受廣大消費者的青睞,成為了外出旅行,短途代步的不二之選。
二、課題設計
2.1課題的內(nèi)容
折疊式自行車是一種集運動、休閑、娛樂于一身的機械產(chǎn)品,車體由車架、鏈輪、車輪組成,但由于更傳動方式、用途不同,其結(jié)構(gòu)也存在很大的差異。本設計針對目前市場上擁有多種室內(nèi)外健身器材,如跑步機、劃船器、直立式固定腳踏車等,然而這些健身器材絕大部分均為固定式,且多數(shù)僅在室內(nèi)使用,而且價格較高,健身效率不高的情況下所開展的機械結(jié)構(gòu)設計,設計中包括其傳動機構(gòu)、健身實用性、工藝性等綜合方面的設計。
2.2課題的目的
(1) 改進當前市場上固定式的健身鍛煉器材。
(2) 進行多功能健身車結(jié)構(gòu)設計的優(yōu)化。
(3) 針對產(chǎn)品攜帶的方便性及性能進行設計。
2.3課題的意義
改善當前健身器材的固定缺陷,對折疊式自行車的進一步深入發(fā)掘其功能,以滿足現(xiàn)實生產(chǎn)的基本要求,以便規(guī)?;a(chǎn),在行業(yè)中得到應用和推廣。另外,對產(chǎn)品材料進行重新選取,改進健身車原本的不足,對結(jié)構(gòu)和造型進行改進和完善,協(xié)調(diào)健身車各部分比例,使結(jié)構(gòu)更加緊湊,產(chǎn)品更加實用,節(jié)約成本,讓整體造型更加美觀。
2.4 文獻綜述
隨著時間的發(fā)展,折疊式自行車應滿足:(1)質(zhì)量輕;(2)折后體積小、形狀規(guī)則、方便攜帶、不怕擠壓;(3)展開時輪距要足夠大,應有良好的縱向穩(wěn)定性,車架尺寸合理,騎行舒適,調(diào)整范圍大,適于不同人使用;(4)傳動變速比應保證正常騎行速度;(5)收起、展開方便快捷,無須太用力,操作程序簡單;(6)材料精良、做工精致、質(zhì)量穩(wěn)定,折疊鉸鏈加工精度高,長時間使用安全可靠;(7)色彩豐富。能滿足消費者需求越多的設計,就是巧妙和成功的設計。隨著功能設計的完善、加工質(zhì)量的提高、輕質(zhì)材料的使用,折疊自行車一定會穩(wěn)步地迎來快速發(fā)展時期。
三、課題研究現(xiàn)狀
3.1國外研究現(xiàn)狀
在國外,如歐洲、北美等發(fā)達國家,經(jīng)濟發(fā)展水平高,民眾消費能力遠高于我國本土,居民追求的不僅僅是物資生活,更多地追求時尚、休閑、娛樂之中。對于健身器材的要求很高,器材生產(chǎn)商往往只局限于室內(nèi)健身產(chǎn)品的開發(fā),而對折疊式健身自行車研究甚少。
3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國一直是自行車生產(chǎn)大國,近幾年來,國內(nèi)折疊式自行車得到了很好地發(fā)展,隨著金融危機的逐漸消散,國民經(jīng)濟開始復蘇,人們對第三產(chǎn)業(yè)的消費增加,更多人開始重視身體健康,加強體育鍛煉,而當前固定式的健身車并不能達到理想的需求,例如上班人士時間不允許等問題存在,為此設計出更便利、多功能的健身車以供更多沒時間又渴望鍛煉的消費者所使用。
四、課題設計方案
4.1設計方案選型與分析
方案一:折疊式自行車采用齒輪齒條及棘輪聯(lián)合傳動的方式,通過人踏步運動將重力傳遞給踏板,用齒條帶動齒輪,然后再傳遞到傳動輪,以此帶動小車運動,實現(xiàn)健身、休閑及代步等多重功能。此方案采用單輪驅(qū)動,更靈活的運轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)彎時所需的速度差等,消耗功率大。工作傳動簡圖如圖1所示:
圖1
方案二:折疊式自行車采用齒輪齒條及棘輪聯(lián)合傳動的方式,通過人踏步運動將重力傳遞給踏板,用齒條帶動齒輪,然后再傳遞到傳動輪,以此帶動小車運動,實現(xiàn)健身、休閑及代步等多重功能。此方案采用雙輪驅(qū)動方式工作,能很好的傳遞力以驅(qū)使自行車更快速行走,消耗功率小。工作傳動簡圖如圖2所示:
圖2
4.2方案的確定
選擇方案一,因為方案一中的自行車傳動采用了單輪驅(qū)動,能很大程度的解決轉(zhuǎn)彎時所需的速度差問題,比方案二更容易行駛和控制。
4.3方案的特點及創(chuàng)新
(1) 使折疊式多功能自行車結(jié)構(gòu)簡單緊湊,安裝、使用及維護方便。
(2) 傳動準確可靠,不影響整車性能、布局。
(3) 設計標準化、系列化、通用化,具有適用性和經(jīng)濟性。
(4) 齒輪軸與齒輪采用過盈配合。
(5) 采用齒輪齒條及棘輪聯(lián)合傳動的方式。
(6) 采用站立式的自行車設計。
5、 預期結(jié)果
該設計方案達到了設計任務書的基本要求,保持了傳動件正確的相對位置,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),使得健身效率提高,維護方便,安全可靠,性價比高,實用性強。
六、設計主要步驟
1、仔細閱讀和研究設計任務書,明確設計要求,分析原始數(shù)據(jù)、工作條件及設計要求等。
2、擬定設計的總體方案,并繪制傳動裝置的運動簡圖。
3、進行折疊式多功能自行車內(nèi)部傳動件(齒輪齒條及棘輪)的設計,設計包括齒輪和棘輪的結(jié)構(gòu)、選材等。
4、軸的設計。(軸材料的選取、直徑、軸系零件的結(jié)構(gòu)設計、強度設計及校核等)
5、軸承組合部件的選取。
6、折疊式多功能自行車前叉結(jié)構(gòu)設計及受力校核。
7、折疊式多功能自行車車架體結(jié)構(gòu)等零件的設計(尺寸、材料選取、受力分析等)。
8、裝配圖和零件圖的設計和繪制。
9、繪制零件三維圖。
10、整理、編寫設計說明書。
七、進度計劃
序號
任務名稱
開始時間
結(jié)束時間
1
選題
2013.12.15
2013.12.19
2
查閱中、外文獻資料,外文資料翻譯,確定系統(tǒng)設計方案
2013.12.20
2013.12.24
3
開題
2013.12.25
2013.12.31
4
進行畢業(yè)設計
2014.01.05
2014.03.01
5
中期檢查
第八學期第3周
2014.3.10
6
上交畢業(yè)設計正稿打印版及電子材料,畢業(yè)設計及設計說明書光盤,完成畢業(yè)答辯ppt
第八學期第11周
2014.05.07
7
畢業(yè)答辯
第八學期第14周
2014.05.28
八、參考文獻
[1] 楊可禎等主編.《機械設計基礎》第5版.高等教育出版社2006.
[2] 王先逵主編.《機械制造工藝學》第2版.機械工業(yè)出版社2010.
[3] 王凡、宋建新主編.《實用機械制造工藝設計手冊》機械工業(yè)出版社2008
[4] 朱文堅主編.《機械設計方法學》高等教育出版社2006.
[5] 朱孝錄主編.《齒輪傳動設計手冊》化學工業(yè)出版社2004.
[6] 唐金松主編.《簡明設計手冊》上??茖W技術(shù)出版社第三版.
[7] 二代龍震工作室編著.《Pro/ENGINEER》清華大學出版社2010.
[8] (美)威爾遜,(美)薩德勒著,秦偉縮編.《Kinematics and Dynamics of Machinery》重慶大學出版社2005.
指導教師意見:
指導教師簽名: 年 月 日
教研室審核意見:
教研室主任簽名: 年 月 日
備注:本開題報告須裝入學生的畢業(yè)設計(論文)檔案袋存檔。