自行車零部件連結(jié)方式分析

1、機電基礎(chǔ)與材料加工工藝（自行車零部件連結(jié)方式小結(jié)）前言自行車，又稱腳踏車或單車，是通常二輪的小型陸上車倆。一般以人騎上腳踩踏板驅(qū)動。英文bicycle或bike的bi意指二而cycle意指輪。在中國大陸、臺灣、新加坡，通常稱為“自行車”或“腳踏車”，在香港、澳門則通常稱為“單車”。很多國家和地區(qū)認(rèn)為自行車是車輛，常常要求適當(dāng)配備甚至是要向政府相關(guān)部門登記領(lǐng)取車牌后始得上路。有些地方要求夜間行車時自行車要使用車燈。中華人民共和國的交通法規(guī)將自行車列為一種非機動車。在香港，自行車屬于“非機動車輛”，無須領(lǐng)有牌照，但在路上行駛時，須遵守和機動車輛一樣的交通規(guī)則。自行車是一中種面對生活的態(tài)度，也中種純

2、真夢想的執(zhí)著。自行車在我國是很普及的代步和運載工具。一輛好的自行車首先要有好的車架、好的零件組成，然后還要有良好的組裝技術(shù)。將這三個因素科學(xué)地加以組合后，才能算是一輛好的自行車。由于各國生活水平的差異，使用自行車的目的各不相同，有些國家的騎行者以旅游、鍛煉身體以及少年兒童體育運動為主要目的，一般使用多速車、越野車和山地車；有些國家的自行車主要作為交通工具，多使用輕便車和多速車。總的來說，自行車是朝著美、輕、牢、新、廉方向發(fā)展。美是造型美觀、色彩鮮艷、華麗而不俗；輕是自重輕、騎行輕；牢是強度高；新是款式新、品種多；廉是成本低、競爭力強。有目的的了解學(xué)習(xí)有關(guān)的自行車各部件之間的連接方式，一方面，在

3、使用上能我們更清楚自行車本身的構(gòu)造，以便更好的、更安全方便的使用自行車，也能更好的對他進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。在一方面，對于一個從事學(xué)習(xí)工業(yè)設(shè)計的人來說，更多的了解一些機械構(gòu)造，內(nèi)部原理等知識，可以使我們在設(shè)計產(chǎn)品的時候，形成一個完整的思路，是我們的美好的外觀造型構(gòu)思與事物本身的構(gòu)造形成一個完美的結(jié)合。自行車零部件連結(jié)方式小結(jié)摘要：通過此次對自行車的各個零部件連接方式的實際觀察、拍照等研究，了解到了各部件之間是用何種技術(shù)方式來完成的連接，而產(chǎn)品的外殼不都是一個封閉的整體，需要分成主題、附件等等不同的部分。然而了解這些之后也知道作為設(shè)計人員必須考慮如何使這些部分結(jié)合起來形成一個主體，同時又達(dá)到使用功能的

4、要求，而裝配、拆卸、維修都要方便。由此更深刻的了解了連接在產(chǎn)品設(shè)計中是非常重要的環(huán)節(jié)。產(chǎn)品的功能構(gòu)建需要以各種方式連接使其形成一定的構(gòu)架或是完成一定的動作。關(guān)鍵詞：自行車、零部件、連接一般的來說一輛自行車需要用到多種連接方式相結(jié)合使用，才可以形成一個整體的構(gòu)造展現(xiàn)在我們面前。由于連接方式的多樣化，而我們主要看到的連接方式分為四大類：固定連接、活動連接、柔性連接、其他鏈接。一：固定連接固定連接在生活種也是非常常見的。不僅是在自行車的機構(gòu)連接上能看到，在生活中其他產(chǎn)品中也應(yīng)用廣泛，比如，鞋架、雙層床等等。固定連接除了常見的焊接、鉚接之外，我們把一些雖然可以拆卸，但是一般情況下不拆卸且被連接成為一個

5、整體的零件作為一個固定件功能應(yīng)用的這些連接方式也歸納其中，如鍵接、銷連接等。而鉚接與焊接是一種不可拆卸的連接，一旦連接之后，要拆卸只能是破壞性的，常用于固定零件、底座、或因加工零件的工藝需要將兩個或幾個零件接合成一個零件等等。焊接：焊接是將兩個或是兩個以上的零件或組件固連接于一體的一種工藝方法。焊接可用于部分金屬之間的連接，也可以用于非金屬之間的連接。焊接主是采用熱熔的方法，將連接部分加熱至相融合或焊接間填以焊料進(jìn)行的連接。由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，焊接又以分為氣焊、電弧焊、氣體保護(hù)焊、壓力焊、摩擦焊等。這要根據(jù)焊接材料的不同和工藝的要求不同進(jìn)行選擇性的使用。車架部分：車架是自行車的骨架，它所承受的

6、人和貨物的重量最大，車架部件是構(gòu)成自行車的基本結(jié)構(gòu)體，也是自行車的骨架和主體，其他部件也都是直接或間接安裝在車架上的。車架一般采用普通碳素銅管經(jīng)過焊接、組合而成。為了減輕管重量，提高強度，較高檔的自行車采用低合金鋼管制造。為了減少快速行駛的阻力，有的自行車還采用流線型的鋼管。如：1-1架焊接 1-2車架焊接圖1-1 車架焊接 圖1-1 車架焊接銷連接:銷連接是利用一個銷零件插入需要連接（或固定位置）的零件連接部位，將他們連接為一體的連接形式。銷是一種常用的標(biāo)準(zhǔn)零件，一般為圓錐形或是圓柱形。要連接的兩個零件應(yīng)當(dāng)有與銷大小相同的孔（錐形孔或圓柱形孔）銷貫穿其中，連接兩個零件。要形成固定連接時一定要

7、緊密配合。錐形孔一般用錐形銷打入空中。中軸：中軸屬于自行車的驅(qū)動（傳動或行走）系統(tǒng)，連接曲柄腳蹬。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄，鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動的，從而使自行車不斷前進(jìn)。如圖1-3 中軸和曲柄的連接圖1-3 中軸和曲柄的連接鍵連接：鍵主要是用來連接軸與軸上的零件，使他與軸能同時轉(zhuǎn)動的一種零件。主要是為了安裝和更換，一般的來所鍵都做成標(biāo)準(zhǔn)件，斷面一般為矩形。根據(jù)不同的情況和實用功能，鍵還可以分為：普通平鍵、導(dǎo)向平鍵、半圓鍵、普通楔鍵、花鍵。在自行車的機構(gòu)連結(jié)上對鍵的使用較少，而在其他機械的上對鍵的使用較為廣泛，比如農(nóng)用三輪車的半軸，一軸的連接上都會使用到鍵。螺紋連接：螺紋連結(jié)屬于

8、可拆卸的連接，他主要用于緊固零件。這種連接在生活中較為普遍，隨處可見，然而細(xì)分又可分為：螺栓連接、螺柱連接、螺釘連接。螺栓連接：種連結(jié)方式是有兩部分組成，俗稱螺母和螺桿，通過螺紋的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)對其他零件的固定，不至于松動。如腳蹬上的連結(jié)，下圖1-4腳蹬螺栓連結(jié)。圖1-5 車座螺栓連接圖1-4腳蹬螺栓連結(jié)。 圖1-5 車座螺栓連接螺釘連接：螺釘與螺栓的連結(jié)方式類似，他只有一端有頭，另一端為由小到大的錐形螺紋，他的尖端像錐子一羊，可以鉆入零件材料的內(nèi)部。如右邊圖1-6腳蹬螺釘連接中的連結(jié)方法可以實現(xiàn)腳蹬上的金屬與橡膠的連接。圖1-6腳蹬螺釘連接如上面所述，固定連結(jié)的方式很多種，應(yīng)不同情況各自使用二：活

9、動連接活動連接是指兩零件之間的連接是可以使兩零件相互轉(zhuǎn)動或是相互滑動或是可以相互位移等的連接，有了這種連接，機器才能產(chǎn)生動作，完成所設(shè)定的功能?；瑒虞S承:在一定要求下滑動軸承可以演變成滾動軸承。看一下圖2-1軸承在自行車上的應(yīng)用。 圖2-1軸承在自行車上的應(yīng)用滾動軸承：滾動軸承可以減小摩擦力，提高效率，是一種常見的活動連接。根據(jù)不同的零件的安裝方式、連接方式、及用途又可以把滾動軸承分為：向心球軸承、滾子軸承、平底推力軸承。三：柔性連接 柔性連接是指在傳遞運動過程中兩零件相互的位置、角度等可以在一定的范圍內(nèi)變化而不影響傳遞的效果的一種連接形式。我們生活中最常見的就是彈簧連接。彈簧連接：彈簧連接是

10、利用零件的彈性變形在機構(gòu)中發(fā)揮作用的零件，利用他的彈性可以控制機構(gòu)的運動，緩和沖擊或震動，儲存能量，測量力的大小等等。按形狀可分為螺旋彈簧、渦卷彈簧、板簧、扭簧。在自行車的腳撐的部分一般都會采用它。如圖2-2中腳撐部分彈簧的使用。車把上彈簧的使用，圖2-3以及利用彈簧對車座可以實現(xiàn)力的緩沖，如圖2-4所示。圖2-2腳撐 圖2-3車把 圖2-4車座 四：其它連接方式除去上面的固定連接、活動連接、柔性連接之外還有一些其他的連接方式。比如說是多齒連接、浮動連接等。但是這些連接方式相對與前面的三種來說較為不常用，相對較為復(fù)雜，這里就不過多的進(jìn)行分析。上面是從自行車的各連接方式來說的，這里再從自行車的各

11、個機構(gòu)來分析一下他的連接方式以及工作原理。從自行車的組成來看，可以把自行車分為車體部分、傳動部分、行動部分、安全裝置這四個部分。車體部分：包括車架、前叉、車把、鞍座和前叉合件等，是自行車的主體。這個部分支撐起其他的部分。是一個總的架構(gòu)連接。自行車前叉架的機構(gòu)，在自行車的前叉架與車輪中心的花鼓結(jié)合的最底端處設(shè)有一容置孔，花鼓的螺栓桿穿置該容置孔，再裝設(shè)一螺帽套筒，其中螺帽套筒是一體制成，其前端是為螺帽狀、并為內(nèi)螺紋孔，而在后端則為外表平滑狀的套筒，以螺帽套筒后端的套筒嵌入于前叉架底端的容置孔中形成限定位，而螺帽套筒前端的螺帽則通過其內(nèi)螺孔與花鼓的螺栓桿鎖合，使其該螺帽套筒具有一次組裝或拆卸的優(yōu)點

12、。其特征在于：在自行車的前叉架與車輪中心的花鼓結(jié)合的最底端處設(shè)有一容置孔，花鼓的螺栓桿穿置該容置孔，再裝設(shè)一螺帽套筒，其中螺帽套筒是一體制成，其前端是為螺帽狀、并為內(nèi)螺紋孔，而在后端則為外表平滑狀的套筒，以螺帽套筒后端的套筒嵌入于前叉架底端的容置孔中形成限定位，而螺帽套筒前端的螺帽則通過其內(nèi)螺孔與花鼓的螺栓桿鎖合。右圖2-5中是自行車的主體部分。 圖2-5自行車的主體部分傳動部分：包括腳蹬、曲柄、鏈輪、鏈條、中軸和飛輪等，由人力踩動腳蹬，通過以上傳動件帶動車輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)車前行。圖2-6中的傳動部分。腳蹬連接在曲柄上可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)動，通過曲柄連接在中軸上，由人力的踩動帶動飛輪的轉(zhuǎn)動，由于飛輪和后輪之間

13、有了鏈條 圖2-6傳動部分的連接，就可以實現(xiàn)一個連續(xù)的過程。腳順時針方向運動的時候，力量通過鏈條的連接傳送到了行動部分的后輪，從而通過推動前輪，實現(xiàn)自行車的行進(jìn)功能。行動部分：即前后車輪、包括前后軸部件、輻條、輪輞（車圈）、輪胎等。由傳動部分的力量帶動后輪的順時針旋轉(zhuǎn)，從而推動前輪的的旋轉(zhuǎn)。在后輪的后軸地方連接了其他的附件。比如：腳撐、載物后座、擋泥板。這些零部件通過焊接或是螺絲等方式進(jìn)行連接，從而可以起到支撐等作用。安全裝置：包括制動器（車閘）、車燈、車鈴、反射裝置等。根據(jù)需要，還可增加一些附件，如支架、衣架、保險叉、擋泥板、氣筒等。另外，裝有變速機構(gòu)的運動車、競賽車、山地車等還裝有變速控制

14、器和前后撥鏈器等。自行車的車架、輪胎、腳踏、剎車、鏈條等25個部件中，其基本部件缺一不可。其中，車架是自行車的骨架，它所承受的人和貨物的重量最大。按照各部件的工作特點，大致可將其分為導(dǎo)向系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)： 1、導(dǎo)向系統(tǒng)：由車把、前叉、前軸、前輪等部件組成。乘騎者可以通過操縱車把來改變行駛方向并保持車身平衡。前叉部件：前叉部件在自行車結(jié)構(gòu)中處于前方部位，它的上端與車把部件相連，車架部件與前管配合，下端與前軸部件配合，組成自行車的導(dǎo)向系統(tǒng)。 轉(zhuǎn)動車把和前叉，可以使前輪改變方向，起到了自行車的導(dǎo)向作用。此外，還可以起到控制自行車行駛的作用。車把是自行車的方向盤。它是由把橫管、把立管、把接頭、

15、把心絲桿、把心螺母等零件組成的。把立管下端開一槽口，通過把心絲桿和把心螺母與前叉連接。前叉部件的受力情況屬懸臂梁性質(zhì)，故前叉部件必須具有足夠的強度等性質(zhì)。車把是輪軸裝置，齒輪連接的也是輪軸裝置，通過轉(zhuǎn)動小齒輪帶動大齒輪。它上面的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。如圖3-1所示 圖3-12、驅(qū)動（傳動或行走）系統(tǒng)：由腳蹬、中軸、牙盤、曲柄、鏈條、飛輪、后軸、后輪等部件組成。人的腳的蹬力是靠腳蹬通過曲柄，鏈輪、鏈條、飛輪、后軸等部件傳動的，從而使自行車不斷前進(jìn)。腳蹬部件：腳蹬部件裝配在中軸部件的左右曲柄上，是一個將平動力轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)動力的裝置，自行車騎行時，腳踏力首

16、先傳遞給腳蹬部件，然后由腳蹬軸轉(zhuǎn)動曲柄，中軸，鏈條飛輪，使后輪轉(zhuǎn)動，從而使自行車前進(jìn)。因此腳蹬部件的結(jié)構(gòu)和規(guī)格是否合適，將直接影響騎車人的放腳位置是否合適，自行車的驅(qū)動能否順利進(jìn)行。 腳踏：可分為整體式腳踏和組合式腳踏。無論什么款式的腳踏都必須有腳踏面，必須安全可靠，具有一定的防滑性能，可以選用橡膠、塑料或金屬材料制造。腳踏必須轉(zhuǎn)動靈活。飛輪：飛輪以內(nèi)螺紋旋擰固定在后軸的右端，與鏈輪保持同一平面，并通過鏈條與鏈輪相連接，構(gòu)成自行車的驅(qū)動系統(tǒng)。從結(jié)構(gòu)上可分為單級飛輪和多級飛輪兩大類。單級飛輪又稱為單鏈輪片飛輪，主要由外套、平擋和芯子、千斤、千斤簧、墊圈、絲擋幾鋼球等零件組成。多級飛輪是在單級飛輪

17、的基礎(chǔ)上，增加幾片飛輪片，與中軸上的鏈輪結(jié)合，組成各種不同的傳遞比，從而改變了自行車的速度。當(dāng)向前踏動腳踏是，鏈條帶動飛輪向前轉(zhuǎn)動，這時飛輪內(nèi)齒和千斤相含，飛輪的轉(zhuǎn)動力通過千斤傳到芯子，芯子帶動后軸和后輪轉(zhuǎn)動，自行車就前進(jìn)了。 當(dāng)停止踏動腳踏板時，鏈條和外套都不旋轉(zhuǎn)，但后輪在慣性作用下仍然帶動芯子和千斤向前轉(zhuǎn)動，這時飛輪內(nèi)齒產(chǎn)生相對滑動，由此將芯子壓縮到芯子的槽口內(nèi)，千斤又壓縮了千斤簧。當(dāng)千斤齒頂滑到飛輪內(nèi)齒頂端時，千斤簧被壓縮得最多，再稍微向前滑一點，千斤被千斤簧彈到齒根上，發(fā)出“嗒嗒”的聲響。芯子轉(zhuǎn)動加快，千斤也很快在各個飛輪內(nèi)齒上滑動，發(fā)出“嗒嗒”的聲音。當(dāng)反向踏動腳踏時，外套反向轉(zhuǎn)動，

18、會加速千斤的滑動，使“嗒嗒”聲響得更急促。多級飛輪是自行車變速裝置中的一個重要部件。車條將前鈾或后鈾部件和車圈連接起來。它是由輻條、條墊和條母組成)。輻條的一端是大頭，大頭端彎曲，它幾乎和幅條的桿部垂直，驗配時大頭端埋在左右花盤的迎頭孔內(nèi)；幅條的另一端有螺紋，它相接在車因上的條母)配合。鏈條：鏈條又稱車鏈、滾子鏈，安裝在連輪和飛輪上。其作用是將腳踏力由曲柄、鏈輪傳遞到飛輪和后輪上，帶動自行車前進(jìn)。鏈條部件安裝在鏈輪和飛輪上。鏈條將腳蹬力由曲柄鏈輪傳到飛輪和后輪上，推動自行車前進(jìn)。鏈條由許多外片和內(nèi)片通過銷軸連接成一長串。銷軸和外片壓合為一體，所以它們之間不會產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。內(nèi)片和銷鈾之間可以產(chǎn)生

19、相對轉(zhuǎn)動。因為內(nèi)片內(nèi)裝有襯圈，并且銷軸和襯圈之間有間隙，但內(nèi)片和襯圈問沒有間隙(壓合為一體)。另外，襯圈的外面還裝有滾子，它可繞襯圈轉(zhuǎn)動，自行車前進(jìn)時，滾子和鏈輪或飛輪的齒接觸。為了增加銷鈾、襯圈和滾子的硬度和耐磨性，它們都經(jīng)過滲碳淬火處理。鏈條上裝有一節(jié)可拆卸的活動接頭，是專門為了方便安裝和拆卸鏈條用的?；顒咏宇^由接頭鈾組成。接頭軸相當(dāng)于兩個銷抽固定在一個外片上。接頭片相當(dāng)于一個外片。彈簧片的兩端卡在接頭軸端頭的凹槽內(nèi)，快活動接頭不會松動。兩個銷鈾中心之間的距離叫做鏈條節(jié)距。3、制動系統(tǒng)：它由車閘部件組成、乘騎者可以隨時操縱車閘，使行駛的自行車減速、停使、確保行車安全。前觸閘：前觸閘是靠杠桿原理制動的。車閘，你在車閘處輕輕一握，就可以產(chǎn)生一個很大的拉動剎車裝置的力量。當(dāng)手握緊閘把時，閘把的另一頭將接頭、拉桿、拉管向下壓，使閘皮向下壓至與輪胎接觸，產(chǎn)生摩擦制動力。其缺點是剎車效果與輪胎充氣程度有關(guān)。充氣不足時，會使摩擦力減小，影響剎車效果。結(jié)論：對自行車的拍照研究了解得知，行車零部件的連接方式多樣化，不同地方不同功能對連接方式的要求也不同。不管是從各個機構(gòu)來說還是從各個部件來說，不同的連接方式歸根結(jié)底是是實現(xiàn)一個力量的轉(zhuǎn)化。自行車的連接結(jié)構(gòu)上的嚴(yán)謹(jǐn)，設(shè)計角度的精妙都是滿足人的代步需求等，