雙驅(qū)動自行車說明書

第五屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽作品設(shè)計制作說明書作品名稱:雙驅(qū)動自行車作品名稱:雙驅(qū)動自行車設(shè)計制作者：黃文杰何世豪黃洪滿舒玉蘭馬奇指導(dǎo)教師:李冰張開凌指導(dǎo)教師:李冰張開凌所在單位：廣西科技大學(xué)（籌）TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 設(shè)計目的 2\o"CurrentDocument"二、 創(chuàng)新點、工作原理、使用方法、科學(xué)性和先進性 2\o"CurrentDocument"創(chuàng)新點 2\o"CurrentDocument"工作原理 2\o"CurrentDocument"使用方法 3\o"CurrentDocument"科學(xué)性、先進性 3\o"CurrentDocument"三、 與現(xiàn)有產(chǎn)品的對比研究 3\o"CurrentDocument"四、 主要零件、機構(gòu)介紹 3\o"CurrentDocument"前驅(qū)飛輪 3四桿機構(gòu) 4\o"CurrentDocument"五、 關(guān)鍵零件的設(shè)計計算 51.四桿機構(gòu)的設(shè)計參數(shù) 5\o"CurrentDocument"六、 雙驅(qū)動效果試驗 5\o"CurrentDocument"七、 結(jié)束語 6參考文獻 7一、設(shè)計目的由于人們生活的提高，自行車愛好者越來越喜歡挑戰(zhàn)各種各樣的環(huán)境和惡劣的道路，如沙灘、雪地、泥路、崎嶇山路。單一后輪驅(qū)動的自行車為了適于騎行，把騎車人的重心移到后輪，增加摩擦力，但會使騎車者感到不舒適，看不清前方的道路；并且在雪地，濕滑路面上摩擦系數(shù)小，容易打滑，無法保證安全騎行。因此人們希望能自行車能像四輪驅(qū)動汽車一樣，也能夠?qū)崿F(xiàn)兩輪驅(qū)動提供雙倍的驅(qū)動力，輕松征服惡劣的環(huán)境。這對自行車提出了更高的要求。傳統(tǒng)自行車都是鏈條驅(qū)動，如果前輪驅(qū)動方式也使用鏈條傳動，鏈條的不可扭轉(zhuǎn)給前輪的轉(zhuǎn)向帶來了很大影響。所以我們希望動力能夠傳遞到前輪，且前輪轉(zhuǎn)向不受影響。我們的雙驅(qū)動自行車都由腳踩動踏板產(chǎn)生的動力驅(qū)動，前輪通過鋼絲繩傳遞動力，解決了鏈條不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)向的問題，提高方向控制的靈活性，并且可以隨時調(diào)整前后驅(qū)動輪的分離和組合，實現(xiàn)分時驅(qū)動，既能節(jié)省動力又能適應(yīng)各種險惡環(huán)境。同時，不用改變騎車人的重心，可以腰板挺直、感覺舒適，并能縱觀前路。此車還具有良好的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性，輪胎更耐用不容易打滑而磨損。有利于延長輪胎的使用壽命通過相關(guān)的調(diào)查，自行車的驅(qū)動形式多為鏈條傳動，還有少量無鏈條驅(qū)動：齒輪傳動、直接驅(qū)動和繩子傳動。但是都是單一驅(qū)動，即只有前輪驅(qū)動和后輪驅(qū)動，缺點是不適應(yīng)多變道路環(huán)境。另外，還有少數(shù)幾輛個人改裝的雙驅(qū)動自行車，由于是“手腳并用”，即用手為前輪提供動力，腳踩動踏板通過鏈條傳遞后輪動力。這種方式雖然實現(xiàn)了雙驅(qū)動，但是手產(chǎn)生動力，并控制方向。手容易疲勞，使騎車的安全性能大大降低，易發(fā)生安全事故。同時前后輪的同步性差距很大。我們小組設(shè)計的自行車解決了鏈條不易轉(zhuǎn)向，人容易疲勞的缺點，并提高了安全性，舒適性，適應(yīng)多變路況，屬于新一代創(chuàng)新型的雙驅(qū)動自行車。二、創(chuàng)新點、工作原理、使用方法、科學(xué)性和先進性創(chuàng)新點為了實現(xiàn)雙驅(qū)動，前輪驅(qū)動和轉(zhuǎn)向相互獨立、不受干擾，人能夠安全舒適，不易疲勞，能夠?qū)崿F(xiàn)分時驅(qū)動，節(jié)省動力。我們需要解決以下幾個難點，這也是本雙驅(qū)動的創(chuàng)新點。1） 前驅(qū)用繩子傳動，解決前輪驅(qū)動和轉(zhuǎn)向的問題。因為鏈條不能轉(zhuǎn)向，為了實現(xiàn)前輪驅(qū)動的同時也能夠靈活控制方向，我們改變傳統(tǒng)鏈條傳動，通過反復(fù)拉動鋼絲繩驅(qū)動前輪，鋼絲繩外邊套有繩套，使轉(zhuǎn)向驅(qū)動相互獨立。2） 驅(qū)動可分離。為了方便實現(xiàn)分時驅(qū)動，節(jié)省動力。該驅(qū)動方式應(yīng)設(shè)計成驅(qū)動易分離，根據(jù)不同的道路環(huán)境來改變驅(qū)動方式：單一驅(qū)動或者全驅(qū)動。3） 騎行更舒適。騎車者的重心不需要再靠后，姿勢更舒適。騎行者手不易疲勞，均通過腳踩動踏板輸出動力，并分別傳遞到前后輪。經(jīng)過曲柄搖桿轉(zhuǎn)換，由周轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。4） 長途騎行更有保障。可以保證在前后無論哪一個驅(qū)動出現(xiàn)了問題還能保證正常行駛工作原理雙驅(qū)動自行車采用前后輪都可以是驅(qū)動輪的形式，前輪采用繩子傳動以解決轉(zhuǎn)向而不受到干擾，繩子轉(zhuǎn)向部分外面裝有繩套，后輪采用常規(guī)的鏈條驅(qū)動。動力通過中軸分別傳遞到前輪和后輪。中軸的一鏈輪通過鏈條帶動曲柄，實現(xiàn)曲柄搖桿的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榻浦本€傳動。此外，兩個搖桿的一端分別通過鋼繩與前輪的兩個超越離合器飛輪相連接，搖桿的搖擺反復(fù)拉動繩子，實現(xiàn)左右飛輪間歇反復(fù)做功，最終實現(xiàn)連續(xù)傳動。前輪上安裝的兩個超越離合器飛輪相互連接，使繩子做功后，能飛輪回復(fù)到原來位置，等待下一做功行程。為了實現(xiàn)單一前驅(qū)、單一后驅(qū)、前后同時驅(qū)動形式，前后兩飛輪分別裝有空轉(zhuǎn)鏈輪，當鏈條撥到空轉(zhuǎn)鏈輪時即可實現(xiàn)分離。

使用方法騎行方法和正常的自行車無區(qū)別，通過腳踩動踏板自行車前進，在行駛過程中，扭動車頭的把手，可輕松實現(xiàn)驅(qū)動方式的轉(zhuǎn)換?？茖W(xué)性、先進性將前后驅(qū)動可分離，實現(xiàn)分時驅(qū)動，使自行車全驅(qū)時具有良好的越野性和安全性，適應(yīng)沙灘、雪地、泥路、崎嶇山路等各種道路狀況，單一后輪驅(qū)動時，即可面對平坦的路況，可節(jié)三、與現(xiàn)有產(chǎn)品的對比研究由于雙驅(qū)動自行車的特殊性，暫時無法在互聯(lián)網(wǎng)上找到現(xiàn)類似的產(chǎn)品。與一些個人制作的雙驅(qū)動自行車相比，更方便騎行，更加安全。與單一驅(qū)動自行車相比，雙驅(qū)動自行車更具有環(huán)境的適應(yīng)性，由于摩擦力是正常的兩倍大，不易打滑，更安全。、主要零件、機構(gòu)介紹1.前驅(qū)動飛輪1） 作用：繩子的一端和飛輪固定，另一端和搖桿相連，反復(fù)拉動飛輪轉(zhuǎn)動，飛輪和車輪螺紋連接在一起，飛輪內(nèi)有棘輪機構(gòu)，只可單向轉(zhuǎn)動。2） 材料:45#鋼。3） 加工工藝簡介：45#圓鋼棒料——粗車外圓——精車外圓——焊接——鉆小孔——磨削。

2.四桿機構(gòu)1） 作用：通過曲柄的轉(zhuǎn)動，使搖桿擺動，實現(xiàn)周轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榻浦本€運動，拉動繩子，帶動前輪轉(zhuǎn)動2） 材料：Q235。3） 加工工藝簡介：Q235鋼板料——線切割——鉆銷孔——攻絲。五、關(guān)鍵零件的設(shè)計計算通過四桿機構(gòu)，把周轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榻频闹本€運動，拉動繩子反復(fù)運動。根據(jù)飛輪的尺寸確定繩子拉動的部分直徑為62mm,為了使同時驅(qū)動時前后輪同步，搖桿半個行程時，飛輪轉(zhuǎn)半圈，所以搖桿的兩個極限點的位置的距離為n*62/2=97.34mm.并根據(jù)搖桿整個行程過程中沒有急回運動，計算出四根桿的長度。1.四桿機構(gòu)的參數(shù)1.四桿機構(gòu)1）曲柄AB、連桿BC、搖桿CD、支架AD的長度分別為45.886mm、136.809mm、80mm、151.695mm。曲柄為原動件做回轉(zhuǎn)運動，當搖桿CD在兩個極限位置時，曲柄AB之間的夾角為0°，即極位夾角為0°，無急回運動。擺桿CD在運動過程中的擺角為70°。四桿機構(gòu)的最小傳動角為55°，最大傳動角為125°。六、雙驅(qū)動效果實驗

七、結(jié)束語我們本次設(shè)計與制作的雙驅(qū)動自行車得到了指導(dǎo)老師和同學(xué)們的大力支持和幫助，在此特別感謝高中庸、李冰、張開凌等老師，沒有他們的悉心指導(dǎo)和幫助，我們就不可