電動(dòng)車設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 立管位置的變化，就使得兩個(gè)不同位置所產(chǎn)生的合力方向發(fā)生變化，即合力F與P。隨之，每個(gè)合力所分解的垂直分力和水平分力的大小都在變化。 其受力大小變化如下。 (1)立管1和立管2對(duì)腳蹬的合力F=P。 (2)立管1產(chǎn)生的合力分解的垂直分力為F1；分解的水平分力F2。 (3)立管2產(chǎn)生的合力分解的垂直分力為P1+F1。分解的水平分力為P2。 (4)立管1所產(chǎn)生的水平分力F2P2。 (5)立管2所產(chǎn)生的垂直分力P1+F1F1。 下面對(duì)以上內(nèi)容小結(jié)如下： (1)隨著立管傾斜角的加大，人體重心前移，垂直分力加大，有利于人體力量的發(fā)揮，騎行時(shí)會(huì)感到輕松省力。(2)在立管長(zhǎng)度不變的情況下，隨著立管傾斜角的加大，前、后輪距加大。(3)由于人體重心前移，人體雙臂的支撐力加大，騎行的穩(wěn)定度也隨之下降。從上述看立管傾斜角的大小對(duì)騎行有很大影響，但立管傾斜角度的加大是有限度的。不同類型的自行車，應(yīng)采用不同的角度對(duì)于電動(dòng)自行車，由于車身重、速度快，以使用普通型自行車的角度（角度在62176。~176。）為宜，取63176。 立管高度（也稱立管長(zhǎng)度）的選擇與不同類型車、人腿的長(zhǎng)度和曲柄的長(zhǎng)度有關(guān)。原則是：在騎行腳踏時(shí)，一條腿處于基本伸直狀態(tài)（稍有彎曲，留有余地），而另一大腿與小腿處于基本垂直狀態(tài)，這樣設(shè)置伸直的腿可以得到放松，而另一條腿正處于踏蹬最有力的狀態(tài)。立管長(zhǎng)度可以應(yīng)用公式進(jìn)行初步計(jì)算，即：立管長(zhǎng)度=腿長(zhǎng)。 對(duì)于電動(dòng)自行車立管長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)，考慮到騎行過(guò)程大部分時(shí)間時(shí)電動(dòng)騎行或助力騎行，只有在蓄電池電力不足的情況下才會(huì)完全依靠腳踏騎行。因此立管長(zhǎng)度在上述計(jì)算的基礎(chǔ)上適當(dāng)減短，以最大可能做到騎行的舒適和騎行的安全。 立管長(zhǎng)度=1= 。 如圖39所示，車把鎖緊在前叉立管中，前叉通過(guò)軸承安裝在車架前管中，前叉將隨同車把的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，因此它們同處于一個(gè)中心線。圖39 前管傾角與翹度 前叉翹度是指前叉立管軸線(即車把管軸線)至前叉嘴中心的垂直距離。 (1)前管傾斜角(車把軸線與地面角度)的選擇方法。圖310中所示的是《GB 35652005自行車安全要求》推薦的數(shù)據(jù)。從圖中可看出，在車把軸線與前車輪軸心對(duì)地面垂直線有一個(gè)交點(diǎn)，該交點(diǎn)只要在標(biāo)注的允許范圍內(nèi)就可以滿足要求。這個(gè)允許范圍是從地面量起的，不小于車輪半徑的15%，不大于車輪半徑的60%。例:根據(jù)所用車輪直徑為660mm，按兩個(gè)百分?jǐn)?shù)計(jì)算出下限為50mm，上限為198mm。如果選擇的角度與車輪中心對(duì)地的垂線交點(diǎn)，經(jīng)從地面測(cè)量其值為150mm，在50mm和198mm之間，因此就可以確定角度選擇合理。但車把中心線的位置又決定于前叉的翹度。圖310 傾角選擇圖(2)前叉翹度。前叉翹度是指前叉腿中心與前叉嘴的垂直距離。 圖311顯示出兩種不通翹度的前叉：前叉前叉2。圖311傾角選擇分析 設(shè):①前叉1和前叉2使用的車架前管傾斜角相同。 ②前叉1翹度為0，即前叉立管與前叉嘴在同一中心線。前叉2翹度為X，即前叉立管與前叉嘴不在同一中心線，其垂直距離為X。 ③兩個(gè)不同翹度的前叉作用在前車輪軸上的合力P1=P2 從圖中可以看出:前叉1翹度為零，合力P1分解為垂直分力F1+G1和水平分力F2。前叉2翹度為X,合力P2分解為垂直分力G1和水平分力G2。 小結(jié)。前叉1翹度為0，合力P1產(chǎn)生的垂直分力F1+G1大于P2產(chǎn)生的垂直分力G1。前叉2翹度為X，合力P2產(chǎn)生的水平分力G2大于P1產(chǎn)生的水平分力F2。 翹度大小各有不同的特點(diǎn)。翹度加大可使騎行輕快。因?yàn)槁N度加大，水平分力加大，加大了向前行走的力量，這樣就會(huì)使騎行人感到輕快省力和舒適。 翹度加大后前叉轉(zhuǎn)動(dòng)遲鈍。從圖311中可看出，車把轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于有翹度，就使得車把旋轉(zhuǎn)中心與前輪旋轉(zhuǎn)中心有一段距離L(與翹度相等)，這段距離就是前輪轉(zhuǎn)動(dòng)力臂。要使前輪轉(zhuǎn)向，就得在轉(zhuǎn)動(dòng)車把時(shí)，加大旋轉(zhuǎn)力矩克服由于翹度產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩帶來(lái)的阻力，因而造成翹度加大后使人感到前叉轉(zhuǎn)動(dòng)遲鈍，但相反能使車把操縱更加穩(wěn)定。 從上述分析看，前叉翹度加大有利有弊，這就要求我們根據(jù)不同車型、不同用途做到總體安排。這里列舉兩個(gè)翹度選擇極限尺寸的車型:雜技車和人力三輪車。前者翹度為0，就是要其操作的靈敏度，在表演過(guò)程中可隨意地使前輪旋轉(zhuǎn)360176。而后者翹度最大，就是為騎行省力而且還要使三輪車行走平穩(wěn)。 根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料介紹一組數(shù)據(jù)。 前管傾角:普通車在65176。~70176。；輕便車在66176。~72176。；競(jìng)賽車在73176。~74176。 前叉翹度:普通車75176。~90176。；輕便車64176。~80176。；競(jìng)賽車40176。~50176。 從以上統(tǒng)計(jì)資料數(shù)據(jù)看有如下特點(diǎn)。 ①前叉傾角隨著對(duì)車型騎行操縱的靈敏程度要求越高，傾角值隨之加大。 ②前叉翹度隨著對(duì)車型騎行操縱的靈敏程度要求越高，翹度值隨之減小。 對(duì)于電動(dòng)自行車前管傾角和前叉翹度可在普通車的范圍中選用，取前管傾角為70176。,前叉角度為80176。蓄電池在車體上的安裝，需要考慮多方面的因素。關(guān)鍵是蓄電池安裝位置對(duì)整車重心的影響，這是騎行穩(wěn)定、保證騎行者騎行安全的重要因素。其次，根據(jù)所選擇的蓄電池類型進(jìn)行最佳的排列組合，使其適合在狹小的空間安裝。這是電動(dòng)自行車車架與自行車車架設(shè)計(jì)的最大不同點(diǎn)。由于蓄電池重量與體積都較大，所以選擇蓄電池安裝在車架立管與后輪之間，這樣設(shè)置重心降低且與騎車人的重心基本重合，使騎行的穩(wěn)定性得到進(jìn)一步的改善，但這種設(shè)置增加了中軸與后輪的中心距，為不降低后平叉、立叉的剛度，就需要對(duì)后平叉、立叉進(jìn)行強(qiáng)化處理。前叉部件是整車重要的組成部分。它支撐著前輪，具有轉(zhuǎn)向的功能，可以保持騎行平穩(wěn)。 由于電動(dòng)自行車行駛速度較快，所以選擇普通型減震前叉。普通型減震前叉結(jié)構(gòu)如圖312所示。其中，前叉立管、前叉肩及左、右內(nèi)套筒等4個(gè)零件，通過(guò)焊接形成整體。左、右外套筒及過(guò)橋3個(gè)零件通過(guò)焊接，將左、右外套筒連接形成整體。圖312 普通型減震前叉1—前叉立管，2一前叉肩，3一防塵套，4一內(nèi)套筒，5滑套，6一外套筒，7一上彈簧座，8一壓縮彈簧，9—螺釘，10—下彈簧座，11一螺母，12一叉腳，13一過(guò)橋 普通型減震前叉工作原理。當(dāng)前輪在行駛中受到地面顛簸或沖擊時(shí)，前輪便推動(dòng)兩個(gè)外套筒向上移動(dòng)，通過(guò)與外套筒焊接在一起的螺母11和下彈簧座10將彈簧壓縮，吸收了部分顛簸和沖擊能量，因而緩和了顛簸和沖擊；反之，當(dāng)前車輪所受沖擊力消失而下落時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)釋放能量，通過(guò)這樣的往復(fù)過(guò)程，減弱了人體對(duì)地面顛簸或沖擊帶來(lái)的震動(dòng)。 前叉尺寸如圖313所示：圖313 前叉尺寸車把與前叉組合一體成為電動(dòng)自行車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，同時(shí)車把還是支撐騎車人體雙臂，保持騎行穩(wěn)定的重要部分。 車把車把結(jié)構(gòu)及尺寸如圖314所示：圖314 車把結(jié)構(gòu)及尺寸1—把橫管，2—車把中心墊圈，3—車把中心螺母，4—把芯絲桿，5—把立管，6—把套，7—把接頭車把的把橫管與把立管是通過(guò)把接頭，用螺釘、螺母緊固形成一體的。把橫管在把立管上的安裝角度可以任意調(diào)整，且把橫管的品種結(jié)構(gòu)形式繁多，可以根據(jù)車型或用戶需要進(jìn)行配置。車把中心螺釘結(jié)構(gòu)如圖315所示：圖315 車把中心螺釘車把中心螺母結(jié)構(gòu)如圖316所示：圖316 錐形中心螺第4章 車輪部分輪輞是將騎車人的蹬踏運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樽孕熊囆凶叩年P(guān)鍵零件。輪輞的規(guī)格和樣式繁多，但是最根本的原則是輪輞要和輪胎配套使用。因此，輪輞與輪胎的配合接口尺寸必須是統(tǒng)一的，并要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。選擇鋁合金鉤邊輪輞，鋁合金強(qiáng)度高于鋼材，鋁合金用于自行車可大大的降低自行車的重量。鉤邊輪輞截面如圖41所示：圖41 鉤邊輪輞截面在自行車的傳統(tǒng)系統(tǒng)中，前、后軸是前、后車輪的支撐和旋轉(zhuǎn)中心，其結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)狀況對(duì)自行車的騎行感受有重要的影響。前軸結(jié)構(gòu)及尺寸如圖42所示： 圖42 前軸1—螺母，2—墊圈，3—軸擋，4—花盤，5—軸管，6—軸棍，7—軸碗，8—球架，9—防塵蓋，10—螺母 前軸結(jié)構(gòu)：軸身由左右花盤和軸管3件過(guò)盈配合而成；軸承由裝配在左右花盤中的軸碗、球架、軸擋，通過(guò)軸棍與軸身組合，形成一套完整的前軸。同時(shí)，通過(guò)軸棍兩端的螺母和墊圈，將前軸安裝緊固在前叉上。后軸選擇永磁直流輪轂電動(dòng)機(jī)后軸。其結(jié)構(gòu)如圖43所圖43 永磁直流輪轂電動(dòng)機(jī)后軸永磁直流輪毅電動(dòng)機(jī)后軸，是電動(dòng)自行車專用后軸，它是將直流電動(dòng)機(jī)與自行車后軸有機(jī)地結(jié)合在一起，形成輪毅電動(dòng)機(jī)，直接安裝在電動(dòng)自行車上即可以腳踏騎行，接通電源后，就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)騎行的目的。第五章 驅(qū)動(dòng)部分電動(dòng)自行車除電力驅(qū)動(dòng)外，必須要有腳踏驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。腳踏驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一套典型的鏈傳動(dòng)機(jī)械裝置。騎車人以雙腳踩踏腳蹬使曲柄和鏈輪作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由鏈輪經(jīng)鏈條傳遞到后軸的飛輪從而帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)自行車前行。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括：腳蹬、曲柄與鏈輪、鏈條、飛輪。腳蹬是電動(dòng)自行車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)，騎行者用雙腳踩踏腳蹬，驅(qū)動(dòng)自行車前進(jìn)。腳蹬選擇整體腳蹬，其結(jié)構(gòu)如圖51所示：圖51整體腳蹬1—腳蹬框架，2—左、右腳蹬軸，3—腳蹬碗，4—防塵蓋，5—螺母，6—腳蹬墊圈，7—腳蹬擋，8—φ4鋼球，9—反射器，10—防塵圈整體腳蹬以腳蹬框架代替了組合型腳蹬由內(nèi)板、外板、腳蹬皮和橡皮軸，組成腳踩面。腳蹬的旋轉(zhuǎn)部分與組合型腳蹬相仿，但兩端的腳蹬碗以過(guò)盈配合壓入到腳蹬框架內(nèi)，減少了支撐腳蹬碗的腳蹬管。整體腳蹬結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，腳蹬框架一次注塑成型，可以有多種形式，因而適于多品種生產(chǎn)。腳蹬與曲柄裝配的螺紋為M14。左腳蹬為左螺紋，用L表示。右腳蹬為右螺紋，用R表示。左曲柄、右曲柄、鏈輪與中軸四件組成一套曲柄軸，通過(guò)這套機(jī)構(gòu)可以將騎行人的上下蹬踏動(dòng)作轉(zhuǎn)換為鏈輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。中軸是安裝在車架中接頭內(nèi)，用于連接左、右曲柄的轉(zhuǎn)到部件，是組成曲柄機(jī)構(gòu)的零件之一。中軸結(jié)構(gòu)如圖52所示：圖52 中軸1—右中軸碗，2—鋼球，3—中軸棍，4—左中軸碗，5—中軸鎖母，6—中軸螺母，7—曲柄蓋曲柄、鏈輪是傳動(dòng)系統(tǒng)中關(guān)鍵的零部件，不同類型的自行車功能不同，相應(yīng)對(duì)曲柄鏈輪的要求不同。不同的曲柄長(zhǎng)度和鏈輪齒數(shù)，不僅影響自行車騎行速度，也將對(duì)騎行人的體能消耗程度有重要影響。曲柄結(jié)構(gòu)如圖53所示：圖53 曲柄曲柄長(zhǎng)度為：165mm。鏈輪如圖54所示圖54 鏈輪及尺寸鏈輪齒數(shù)為：44 節(jié)圓直徑為：齒根圓直徑為： 齒頂圓直徑為：節(jié)距為：鏈條傳動(dòng)是鏈輪與飛輪之間用鏈條作為撓性拉拽元件的一種嚙合傳動(dòng)。它是自行車傳動(dòng)系統(tǒng)中難以代替的部件之一，特別是在不同類型的山地自行車和公路自行車的變速部分，起著更為重要的作用。 圖55顯示了自行車鏈條結(jié)構(gòu)，它是由內(nèi)片、外片、銷軸、襯圈、滾子等構(gòu)成。銷軸與外片、襯圈與內(nèi)片分別采