【30页】毕业论文：基于UG的自行车支架结构设计.doc文档推荐下载

其作用是将脚踏力由曲柄链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。

链轮用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。

飞轮飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端硬边胎自的自行车采用低合金钢管制造。

为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。

由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全平稳和轻快。

般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型外胎分软边胎和硬边胎两种。

硬边胎两种。

软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。

般辐条是等径的，为了驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全平稳和轻快。

部分内容简介。

为了减轻管重量，提高强度，较高档的自行车采用低合金钢管制造。

为了减少快速行驶的阻力，有的自行车还采用流线型的钢管。

由于自行车是依靠人体自身的驱动力和骑车技能而行驶的，车架便成为承受自行车在行驶中所产生的冲击载荷以及能否舒适安全地运载人体的重要结构体，车架部件制造精度的优劣，将直接影响乘骑的安全平稳和轻快。

般辐条是等径的，为了减轻重力，也有制成两端大中间小的变径辐条，还有为了减少空气阻力将辐条制成扁流线型外胎分软边胎和硬边胎两种。

软边胎断面较宽，能全部裹住内胎，着地面积比较大，能适宜多种道路行驶。

硬边胎自重轻，着地面积小适宜在平坦的道路上行驶，具有阻力小，行驶轻快等优点。

外胎上的花纹是为了增加与地面的摩擦力。

山地自行车的外胎宽度特别宽，花纹较深也是适应越野山地用。

脚蹬部件脚蹬部件装配在中轴部件的左右曲柄上，是个将平动力转化为转动力的装置，自行车骑行时，脚踏力首先传递给脚蹬部件，然后由脚蹬轴转动曲柄，牙盘，中轴，链条飞轮，使后轮转动，从而使自行车前进。

因此脚蹬部件的结构和规格是否合适，将直接影响骑车人的放脚位置是否合适，自行车的驱动能否顺利进行。

脚踏可分为整体式脚踏和组合式脚踏。

无论什么款式的脚踏都必须有脚踏面，必须安全可靠，具有定的防滑性能，可以选用橡胶塑料或金属材料制造。

脚踏必须转动灵活。

前叉部件前叉部件在自行车结构中处于前方部位，它的上端与车把部件相连，车架部件与前管配合，下端与前轴部件配合，组成自行车的导向系统。

转动车把和前叉，可以使前轮改变方向，起到了自行车的导向作用。

此外，还可以起到控制自行车行驶的作用。

前叉部件的受力情况属悬臂梁性质，故前叉部件必须具有足够的强度等性质。

链条链条又称车链滚子链，安装在连轮和飞轮上。

其作用是将脚踏力由曲柄链轮传递到飞轮和后轮上，带动自行车前进。

链轮用高强度钢材制成，保证其达到需要的拉力。

飞轮飞轮以内螺纹旋拧固定在后轴的右端，与链轮保持同平面，并通过链条与链轮相连接，构成自行车的驱动系统。

从结构上可分为单级飞轮和多级飞轮两大类。

单级飞轮又称为单链轮片飞轮，主要由外套平挡和芯子千斤千斤簧垫圈丝挡几钢球等零件组成。

其单级飞轮工作原理当向前踏动脚踏是，链条带动飞轮向前转动，这时飞轮内齿和千斤相含，飞轮的转动力通过千斤传到芯子，芯子带动后轴和后轮转动，自行车就前进了。

当停止踏动脚踏板时，链条和外套都不旋转，但后轮在惯性作用下仍然带动芯子和千斤向前转动，这时飞轮内齿产生相对滑动，由此将芯子压缩到芯子的槽口内，千斤又压缩了千斤簧。

当千斤齿顶滑到飞轮内齿顶端时，千斤簧被压缩得最多，再稍微向前滑点，千斤被千斤簧弹到齿根上，发出嗒嗒的声响。

芯子转动加快，千斤也很快在各个飞轮内齿上滑动，发出嗒嗒的声音。

当反向踏动脚踏时，外套反向转动，会加速千斤的滑动，使嗒嗒声响得更急促。

多级飞轮是自行车变速装置中的个重要部件。

多级飞轮是在单级飞轮的基础上，增加几片飞轮片，与中轴上的链轮结合，组成各种不同的传递比，从而改变了自行车的速度。

自行车由九大部分组成，如图所示。

其中最主要的部分是车体。

车体由车架前叉车头组件中轴组件鞍管组件和贴花等组成。

图自行车组件图车架设计是自行车设计中最关键和核心的部分，其设计主要分为前三角的设计后叉片的设计和后三角的设计。

前三角的设计包括五通立管头管上管和下管的设计。

后三角的设计包括平叉和立叉的设计。

后叉片主要用来连接后轴平叉和立叉。

后叉片的设计应在前三角完成以后，后三角设计之前完成。

车架结构如图所示。

图车架结构示意图根据需要，还可增加些附件，如支架衣架保险叉挡泥板气筒等。

另外，装有变速机构的运动车竞赛车山地车等还装有变速控制器和前后拨链器等。

知识工程在车架设计时的应用车架设计共分为选择查询结构优化设计和快速建模造型设计三部分。

整体思路是先将车架各管的中心线画出，制作成各式模版，然后进行结构调整并对设计参数进行优化修改，最后再进行管件造型设计。

三部分分别采用了不同的技术，取得了良好的应用效果，下面将进步介绍各部分采用的不同技术，并分析其使用原因。

选择查询选择查询采用了基于实例的知识表示，在工程设计领域，它有着广泛的应用。

实例蕴涵着丰富的专家知识，可以为当前的设计提供有价值的参考。

自行车车架的设计相对自由，样式多种多样，共分为种款式。

各款式中部分管件的搭接形式又不相同，因此衍生出各式不同的车架外形。

从车架设计条件描述中抽取出共同的特征及特殊特征并建立筛选条件，根据这些条件能从实例库中搜索并选择出与设计要求最接近的实例，进行改进设计。

实例包括骨架实例既中心线模版和成品实例两部分，可根据不同的用户需求选用不同的实例。

结构优化设计结构优化设计包括参数化驱动参数的程序优化求解和结构优化三部分。

参数化驱动。

近似实例调出后，接下来将进行参数优化修改。

对结构相似的实例，只需修改其参数具体数值。

参数分为关键结构参数和普通结构参数，关键结构参数用统规划的表达式记录并保存于数据库中，普通参数则采用自动分配的表达式。

参数修改通过修改表达式的值来实现参数化驱动。

系统设计则能够读出实例中的关键结构参数并提供了修改工具。

常用的关键结构参数主要来源于自行车行业设计标准专家设计知中，实现完成了管件的自动剪切自动标注尺寸检查表的自动生成和模具查询等关联设计。

二自行车支架数据确定及设计般人都有共同的观念，以为骑车只是两腿的运动而已，事实这是不正确的，弯把手是根据人体力学而设计的。

使用高把手遇爬坡时，会感到爬坡的吃力，因为这种骑法只仰赖下肢的力量，来驱动踏板，这种力量是单薄的，而为了使脚踏回转的力量增强，必会握紧把手，因此从手臂胸肌阔背肌腹肌，配合背腰臀部到腿部的力量都用到，而在人体力学的相对论理里，产生了弯把手，这样手臂出的力量和腿的力量产生相对，可增加力量的原动力。

骑车是靠人的力量来推动机械，处由车运动中最困难的，也最生要的是如何使人与车形成体，发挥自如，因而乘车的姿势，出力的方法，角度的应用是直接影响其自由车运动优劣的环，为使自由车运动中，肌肉收缩的力量与牵引角度能达到最佳配合，来产生最大的力量，进而达到最高速度，因此我们必须对自由车运动，加以研究，就能找出动作中最有效出力的位置与角度。

车架的尺寸不合适，其乘坐姿势必然不佳，们岁至岁的骑士体型在成长过程中都会有显著的改变，因此，车架的尺寸则应如衣服样，随着身体的成长而改变尺寸，并且不同况竞赛项目其车架的角度设计也必然不同。

中长距离的车子，其座垫与主轴的距离较大，使身体接近三分之二的重量在后轮，主轴的水平线与两轮子花鼓水平线之距离较大，轴心离地面的距离也较低，重心较稳，在踩踏的回转数，较短距离的车架为低，其角度是较能持久，使体力耐力更易发挥。

短距离的车架，其座垫与轴心的距离较小，的规定，座垫的前端之垂直线与轴心的距离不得大于公分。

因此车架设计的配合专项的需要之外，又不得和规则相抵触，其座垫与轴心的距离较小，是出力上利于敏捷性与高回转数能力的需要，其身体的重量约于前轮，于后轮，其轴心离地面的距离为佳的规定，轴心不得低于，高不可超过。

车架虽然是依选手的竞赛项目，身高，体重，上肢，下肢长，肩宽等尺寸设计，但同位选手所使用的车架之上管尺寸，短距离，较中长距离短公分以上。

在车架尺寸没办法完美的配合下，我们仍可使用三点调整法，来加以调整，使骑者更合适。

其三点为座垫高，低前，后龙头高，低前，后把手曲柄长，短踏板座垫除了高低，前后调整外，短距离项目使用的座垫亦较中长距离项目来得细小，这是因为短距离选手，大腿肌较长距离选手来得粗大，出力时减少磨擦，增加敏捷性。

中长距离的选手则使用较为宽阔的座垫，可使姿势稳定与舒适。

短距离的座垫较中长距离来的高些，可使下肢的弯曲角度较小。

座垫的前线与轴心距离，般而言，公路车在公分，场地车则在公分以内。

龙头与把手，龙头的角度是配合项目的需要，短距离项目的选手，使用的龙头角度较小，争先赛及千公尺计时赛选手通常使用，而追逐赛则在以上，龙头的长短是要配合选手体型，把手应使用与肩同宽，但短距离项目，可使用小于肩宽带的把手，这是得于冲刺及上身的弯曲以减少空气的阻力。

既知把手越低对选手越有利的情况下，年代初期瑞士的航空专家设计出了犀牛角把手，在发明之前机车引导赛中已有的前轮，担犀牛把手的诞生后，设计师们才把两者结合在起，使计时赛和追逐赛的选手，有更完美角度的车子问世。

踏板曲柄，踏板是整个车子，旋转部位的动力源，过去的踏板其鞋底板自出力点中央至曲柄的距离都超过，近年来国外有新品，踏板轴杆缩短为是可增加力矩的。

曲柄的长度使用上，原则以下肢长来调配，此外还得考虑项目的应用，般曲柄大众化的尺寸，都是从起，每隔为标准，到，等五种，但好的选手对其尺寸的要