山地自行车的优化设计
山地车车架有限元分析及改进
凯 o 报道。而山地车又属自行车中的高端产品, 其设 计理论对其 它
类型自行车的开发具 有重要 的指 导作用。 鉴于 山地车 骑行 路
e 况恶劣, 因此其强度设计尤为重要。 O 有限元法作为先进的现代设计方法, 在产品 开发过程中 有 E m 着重要 的意义, 而 通过 A NSY S 进行数 字化 样车的 结构 检验,
[ 2] M cK enna S P, H ill M R. H ul l a singl e l oading dir ect ion f or f at igue l ife pr edict ion an d t est ing of h andl ebars for off- road bicycles [ J ] . Int ernat ional Journal of Fat igue, 2002, 24 ( 11) : 1 149 1 157.
2007 年 3 月
刘琨, 等: 山地车 车架有限元分析及改进
41
最大计算应力值均小于其许用应力, 同样满足 强度要求。
库
例
E案 n 表 1 不同改进方案最大应力值及其变化情况
A .c 原车架 方案一 方案二
C g 最大应力/ MPa
119 96
88
r 最大应力降低值/ MPa 0
23
31
模 .o 最大应力降低幅度 0 19. 33% 26. 05%
1. 1 模型的简化
如果直接 在 AN SY S 软 件环境 下建 模将相 当复 杂, 因此, 采 用
由图 1 可 以看出, 该车 架主要 由椭圆 变截面 弯管构 成, 若 了 Pr o/ E 软件作为几 何 建模 工具, 对后 悬架 进 行三 维实 体 建
新型省力踏步自行车的创新设计与制作
时，人对新型省力踏步自行车比对普通自行车多做的功，因此新 型省力踏步自行车做功的效率更高。
30° F 有效力
F 踏板力
120°
1
2
3 4 5 6 7
图 2 驱动系统图 1.滑轮组 2.钢丝绳 3.挡圈 4.缓冲弹簧 5.棘轮 6.小滑轮 7.踏板
1 滑轮 I
30°
力矩 M （N·m）
M
图 5 踏板受力分析图 M（1 普通自行车） M（2 新型省力踏步自行车）
≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤
≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤
刘小刚 王新伦 （中国工程物理研究院 总体工程研究所，绵阳 621900）
Research and Design of Geotechnical Centrifuge of CKY-200
LIU Xiao-gang，WANG Xin-lun （Institute of Systems Engineering，CAEP, Mianyang 621900，China） ≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤≤ 【摘 要】容量为 200g.t 的 CKY-200 型土工离心机采用三层布局形式，各系统相对隔离；臂架与转 臂支承间采用直线导轨系统联接，并增设不平衡力监测系统；吊篮的吊耳与转臂、吊耳与工作平台间采 用铰链（销轴）联接，以削弱安装于吊篮的振动台工作时产生的垂臂向和切向振动冲击。电气系统具备 静态数采、摄影、摄像、动平衡检测与自动调整等功能。分析了拖动系统加速度控制精度。试验表明：加 速度稳定度≤（±0.5）％F.S/4h；静态数采系统的相对传输误差≤0.015％。 关键词：土工离心机；不平衡力；吊篮 【Abstract】The 200g.t geotechnical centrifuge had three layers so that the different systems can be isolated.The linear motion ball guide was designed between the pull beam and the swing arm supporting， and a monitor system was also designed for the unbalance force.The linkage mechanism can be formed by applying the hinges （pins）between hangers and the swing arm，and the same as between hangers and plat－ form.Thus the pitman arm and the tangential exciting force of the shaking table can be weakened.In addition the electric system of the centrifuge has several function modules，such as the static data acquisition sys－ tem，photo，photography，the dynamic balance system and automatic regulate system.Furthermore，the accel－ eration control accuracy of the driving system was analyzed.The practical application demonstrates that the stability of the acceleration is less than（±0.5）%F.S/4h and the transmission error of the static data acquisi－ tion system is less than 0.015%. Key words：Geotechnical Centrifuge；Unbalance Force；Suspended Basket
山地自行车级进模具设计毕业论文（设计）摘要
山地自行车碟刹片冲压工艺分析及其级进模具设计摘要：通过对山地自行车碟刹片零件进行结构工艺性进行分析，拟定了3种可行的工艺方案。
综合考虑零件结构、精度、经济性等因素的影响，选择最优的冲压方案，并利用Proe软件中的插件Progressive Die Extension PDX 7.0进行工艺计算及模具设计，确定该零件的最佳级进模具结构并详细地论述了模具的结构与设计过程，为类似产品的设计提供一种借鉴。
ABSTRACT：Bases on the manufacturability analysis of the rotor of mountain bikes, three types of possible punching project are developed. Considering the influence of production batch, parts precision, enterprise economy, select the optimal punching project is selected, with the help of Proe software plug-in for Progressive Die Extension PDX 7.0 , we can figure out the process calculation and the stamping die design , the optimal die structure is selected. The process of punching project analysis and stamping die design are indentitial described, a reference for the design of similar products is provide.关键词：冷冲压、级进模、成型性能、碟刹盘、冲孔落料KEYWORDS: cold pressing、progressive mold、moldability、disk-break、punching and blank点评评语：本论文首先对工件进行工艺分析，并通过对比3个工艺方案从而确定最佳工艺路线，对主要工艺进行计算，再利用专业软件中的级进模具板块对相应的模具进行整体设计，选择合理的冲压设备，并对所选设备及模架等进行详细校核，从而证明整套模具的设计合理正确。
降速山地车避震前叉设计毕业设计
摘要随着科技的发展，自行车文化也得到高速的发展，已经分支出公路自行车，山地自行车，越野公路车等。
其中山地车又分支出普通山地车和降速山地车。
作为一款山地车，前叉是整车科技含量最高的一个部件。
前叉性能的好坏，直接决定一台车的价值。
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。
其中前叉又可分为基于弹簧回弹的弹簧叉，基于油阻尼的弹簧油叉，基于空气压缩弹簧的气叉等。
我国虽然称为自行车生产王国，但在前叉的产品设计与国外先进水平存在很大差距。
其中前叉设计涉及到大量计算和技术问题，为简化计算并且优化设计。
本设计将借助SOLIDWORKS, CAD软件从模型出发设计一款降速车前叉，并利用数控车床，数控铣床生产部分零件。
关键词：数控编程 SOLIDWORKS 有限元分析 CAD目录摘要 (1)目录 (2)第一章概论 (4)1.课题来源、目的、和意义 (4)2.山地车避震前叉技术概述 (4)3.阻尼概述 (5)4.材料的选择 (5)第二章避震原理设计 (8)第三章产品设计 (9)1.外形参考（来自互联网）： (9)2.SOLIDWORKS辅助设计： (9)3.最终成品： (10)4.转向盘受力校核： (10)5.M8螺栓抗剪强度校核： (11)6.前轴： (11)7.小避震行程调节装置： (12)8.弹簧避震+空气阻尼： (12)9.空气弹簧系统： (13)10.受力校核： (13)第四章：实际生产加工 (14)1.转向盘的加工： (14)1.建模 (14)2.模拟刀路轨迹 (14)3.高级仿真 (15)4.实际加工： (16)2.内气筒加工(数控车床加工)： (16)第五章：作品创意说明 (19)第六章：结论 (20)谢辞 (20)参考文献 (20)第一章概论1.课题来源、目的、和意义1.课题来源：生产实践2.目的：通过SOLIDWORKS对该零件的设计，更加深刻理解CAM/CAD辅助加工技术的应用和设计步骤，加强对数控车，数控铣加工技能的应用能力和工艺方案的选择3.意义：此次山地车避震前叉毕业设计是一项综合应用的项目制作，包括三维软件辅助设计，CAD的应用，数控技术的应用，是大学所学知识的综合总结，理论与实践的结合，所以这次毕业设计对以后工作、学习都有重要意义。
山地自行车的优化设计
山地自行车的优化设计摘要:现代社会对自行车的需求已是必然,汽车已逐步替代了自行车出行方便的功能,而自行车则逐渐发展成了一种娱乐、寻求刺激的工具----山地自行车。
山地自行车是专门为越野(丘陵,小径,原野及砂土碎石道等)行走设计的自行车,山地自行车也分为很多种类,每种的功用和性能也根据需要有较大的差别。
下面就是从传统设计和优化设计的各个方面介绍了山地自行车的设计要求,作用和其独特的结构特点。
关键词:在当代社会,汽车已逐步替代了自行车作为了代步工具。
普通的自行车已经逐步走出了我们的视线。
但是随着生活水平的提高,更多的人为了追求刺激,寻求极限运动,山地车小轮车也走进了我们的生活。
并且被广大活泼青年所喜爱。
山地自行车作为一种产品,也经历了从传统设计到优化设计的过渡。
在此简单从传统设计和优化设计的角度分析介绍它的结构设计特点,以及与其他自行车相比它的优化性特点。
山地自行车主要有普通型,双人竞速型,自由骑型,飞跃型,速降型。
普通型是山地自行车的最基本型,用于普通的山地越野,也是山地车中最轻便最实用的车型,因强度适中,可以追求轻量化。
但因强度不高,不适合更高强度的越野,因此随着人们的需求,发展出了更高强度的飞跃型,速降型,双人竞速型等适合在野地丛林越野的山地自行车。
山地自行车整体具有刚度大,行走灵活等有特点,适于在山地,土路,非人为环境中骑行。
因其坚固、粗犷、新颖的外型、缤纷夺目的色彩、优越的骑行性能,很快成为都市青年追求的时尚。
(1)山地自行车与普通自行车有哪些不同?各有什么特点?山地车,各种部件均不同于普通自行车,具有缓冲作用、抗震性能好的轮胎,牢固结实、材料钢度大的车架,不易疲劳的把手以及即使在陡峻的坡道上也能够畅快地骑行的变速器等,都使山地车更适合与爬山越野、郊游旅行。
山地车,车速一般有10速,12速,15速,18速,21速,24速及27速。
正确运用变速器,能应付平路,上下坡,土路,顶风等复杂路况和气候,比普通自行车快速省力得多。
自行车创新设计综述
机械创新设计课程论文题目：自行车的创新设计专业班级：机械姓名：学号：********课程老师：自行车的创新设计和应用浙江农林大学机械摘要：为促进自行车行业的发展，必须引入创新的设计方法进行创新设计。
在阅读和检索国内外大量文献的基础上本文分析了创新设计的理念和方法，分析了现代自行车的主要创新形式为自行车的创新设计奠定了一定的基础。
论文从车把、车身、车座等几个方面介绍了自行车的创新思路与方法。
文中介绍的创新点为：改经典的链传动改为齿轮传动。
用新型非零变位弧齿锥齿轮取代传统的零变位弧齿锥齿轮，以获得更高的使用寿命和传动效率。
采用双瓣式车座，改善骑车的舒适度。
采用龙头式车把，有更好的骑车体验。
采用碳纤维车架，减轻车身重量，增强自行车使用寿命。
采用折叠式双杆三角支撑立车架，避免外部因素使闲置自行车歪倒，损坏车身。
关键词：自行车；创新设计；弧齿锥齿轮；车架造型一、产品背景及发展现状1.1论文的选题背景及意义从早期的自行车雏型出现，到今天种类繁多、形式多样的自行车产品，已经历了近200年的历史。
今天，尽管自行车整体行业处于一个供大于求的市场矛盾中，但就其存在的社会效益上看，它依然是一种清洁、廉价和具有健身功能的短途代步工具，依然有着广阔的发展前景，因此创新对今天的自行车的设计和生产有着积极的意义。
现代自行车产品开发越来越注重创新，例如色彩的设计，新材料、新工艺、新结构的应用以及多功能设计。
本文以大家都比较熟悉的自行车为对象，在研究自行车发展史、结构功能、传动机构、派生形式等多方面资料的基础上，开发自行车计算机辅助设计的创新软件。
充分利用面向对象技术、计算机动画技术及多媒体仿真技术，提供多种自行车设计方案，准确而生动地模拟出自行车创新设计过程，能够促使人们积极思考、分析、探索，提高创新能力。
同时对提高设计质量，缩短设计周期，增强设计的直观性、形象性，以便集中精力用于创造性研究，具有重要意义和应用价值。
1.2国内外研究及发展现状近年来，自行车创新以人机工程学为出发点，主要集中在生物力学特性的研究方面。
自行车里的数学问题
04
自行车的动力学
牛顿第三定律在自行车上的应用
当自行车向前移动时，后轮相对于地面产生向后的力，推动 自行车前进。根据牛顿第三定律，地面会给后轮一个等大的 向前的反作用力，推动自行车向前移动。
当自行车刹车时，刹车片对车轮施加一个向后的力，使车轮 减速。同样地，根据牛顿第三定律，车轮会给刹车片一个等 大的向前的反作用力，使刹车片紧贴车轮。
05
自行车的优化设计
材求，选择合适的材料，如铝合金、碳纤维等， 以实现轻量化、强度和耐久性的平衡。
重量优化
通过优化设计，减少自行车各部件的重量，从而降低总重量，提 高骑行效率。
结构设计优化
几何设计
根据人体工学原理，优化自行车 的几何设计，以提高骑行的舒适 性和稳定性。
对未来自行车设计的展望
智能化
随着科技的进步，未来的自行 车设计将更加智能化。例如， 通过引入传感器和电子设备， 可以实现自行车的自主导航、 速度控制和安全保障等功能。
环保性
随着环保意识的提高，未来的 自行车设计将更加注重环保。 例如，采用可再生材料和节能 技术，减少车辆对环境的影响 。
个性化
未来的自行车设计将更加个性 化，满足不同消费者的需求。 例如，通过定制车架尺寸、外 观和功能，让每个人都能找到 最适合自己的自行车。
数学在自行车设计中的应用
• 几何学：几何学在自行车的设计中起着至关重要的作用。自行车的轮子、车架 和车把的形状、大小和角度都涉及到几何学原理。例如，车轮的直径和车架的 长度决定了自行车的速度和行驶距离。
• 物理学：物理学在自行车的设计中也有广泛应用。例如，自行车在行驶过程中 的平衡问题、摩擦力、速度和加速度等都涉及到物理学的原理。这些原理的应 用有助于优化自行车的性能，提高骑行体验。
自行车外形设计
自行车外形设计一、引言自行车外形设计是影响消费者购买决策的重要因素之一。
一个优秀的设计应该能够吸引消费者的眼球，提高品牌知名度和市场竞争力。
本文将从结构与比例、色彩与材质、细节处理、安全性设计、人性化设计、美观与舒适性、环保与可持续性、成本与生产可行性等方面探讨自行车外形设计的要点。
二、结构与比例1. 结构：自行车结构应简洁明了，易于理解和组装。
各部件应相互协调，保证骑行的稳定性和舒适性。
2. 比例：各部件的比例应合理，既要保证强度和刚度，又要保持轻巧和美观。
车架的高度和宽度应根据人体工学进行设计，以确保骑行舒适度和稳定性。
三、色彩与材质1. 色彩：色彩的选择应与品牌形象和产品定位相符合，同时要考虑到不同消费群体的喜好和审美观念。
色彩应简洁明了，易于识别和记忆。
2. 材质：材质的选择应考虑到强度、轻便性、耐腐蚀性和成本等因素。
高品质的钢材、铝合金等材料是常用的选择，它们具有较好的强度和刚度，同时具有较轻的重量。
四、细节处理1. 焊接：焊接应平整、光滑，无明显的瑕疵和缺陷。
焊缝应均匀分布，以保证车架的强度和刚度。
2. 涂装：涂装应均匀、光滑，无气泡、流痕等缺陷。
色彩鲜艳、图案清晰的设计可以增加产品的美观度和吸引力。
3. 零部件：零部件应选用高品质的材料和工艺，以保证产品的耐用性和可靠性。
同时，零部件的尺寸和形状应符合标准，以确保安装的准确性和稳定性。
五、安全性设计1. 刹车系统：刹车系统是保证自行车安全性的重要组成部分。
设计时应考虑到制动力矩大、刹车灵敏、耐磨等特点，以保证在紧急情况下能够快速制动。
2. 链条保护装置：链条保护装置可以防止链条脱落或断裂，保证骑行的安全性。
设计时应考虑到保护装置的强度和耐用性。
3. 轮胎选择：轮胎的材质和规格对骑行的安全性有重要影响。
选用高品质的轮胎可以保证抓地力、抗磨损性和耐候性等方面的性能。
4. 安全警示标志：在自行车上设置明显的安全警示标志可以提醒其他道路使用者注意避让，减少交通事故的发生。
自行车车架优化设计
自行车车架优化设计摘要：随着人们环保意识的增强，自行车越来越受欢迎。
据相关数据显示，目前，市场上的自行车超过亿辆。
近年来，自行车的功能也从单一的代替步行向休闲、运动、健身转变。
作为一种小轮径自行车，具有骑行舒适、体积小、重量轻、携带方便、占用空间小等优点，越来越受到消费者的青睐。
目前已成为自行车消费市场的重要品类，市场份额不断增加。
基于此，本篇文章对折叠自行车车架优化设计进行研究，以供参考。
关键词：折叠自行车；车架；优化设计引言中国已成为当今世界自行车的主要生产国、出口国和消费国，随着城市化进程的加快和发展中国家人口增长的压力，能源和运输已成为全球性问题，从而产生了运输人性化的想法。
分析当前自行车的设计特点，结合对自行车设计难点的现实分析，同时为自行车的设计趋势和优化提供有效的基础。
1折叠自行车车架优化设计1.自行车车架优化的分析1.1.1机架中的梁折叠设计机架结构件是自行车部件和底盘特性的重要载体。
折叠的基本框架是在搁板支座梁附近设置折扣，使结构的前后沿弦轴水平旋转180度，使前后平行。
这种折叠设计相对便宜，结构简单，操作方便。
符合用户的基本期望。
是引进普通自行车的工业企业的首选解决方案。
1.1.2车架焊接组件的检测如果上述检查工作完成之后，确定车架存在不正的问题，需要及时进行返修处理，并且重点检查焊接组件的质量是否满足要求。
其一，检测确定中间轴的结构是否存在弯曲的问题，将车辆行驶到平台上，然后应用等V型垫铁打表检测，保证允许偏差控制在0.054mm以内；其二，在车架、前后轮、中轴等结构安装施工环节，需要做好中轴心与后轮水平面与垂直面的间隔距离时完全一致的，偏差不能超过1.5mm；其三，前叉立轴线应该达到垂直度的标准，保证尺寸偏差不超过1.5mm；其四，车架分解的过程中，将车架直接放置到检验平台，联合夹具设备进行全面的检测。
在该检测环节，应该通过立管的轴心进行定位作业，通过中接头支撑点的部位作为位置的确定点，保证测量的精度符合要求。
自行车车架设计
在竞争激烈的市场化要求下,自行车的设计出现了以下两个特点:速度快、造型美观适用.在当代制造工艺已比较成熟的情况下,自行车的造型设计变得相当重要.知识工程(Knowledge Based Engineering,KBE)具有多种知识表示和推理决策的能力,将其运用于快速处理自行车车架的工艺结构设计、造型设计过程及决策过程,可有效处理复杂的工艺知识和各种图形知识,达到快速设计的目的.在竞争激烈的市场化要求下，自行车的设计出现了以下两个特点：速度快、造型美观适用。
在当代制造工艺已比较成熟的情况下，自行车的造型设计变得相当重要。
知识工程（Knowledge Based Engineering，KBE）具有多种知识表示和推理决策的能力，将其运用于快速处理自行车车架的工艺结构设计、造型设计过程及决策过程，可有效处理复杂的工艺知识和各种图形知识，达到快速设计的目的。
一、KBE技术的内涵和关键技术KBE的基本思想是在工程设计中重复利用已有的知识和经验。
这些知识和经验以各种形式存在，如设计手册、工程公式、经验数据表格和专家设计经验等。
KBE系统是一个知识处理系统，知识表示、知识利用和知识获取是KBE系统的三个关键技术。
知识表示即怎样系统地陈述问题并使它们易于求解；知识利用中最主要的是搜索技术，怎样聪明地控制解的查找，使其不至于使用太多的时间和花费过多的计算机存储空间；知识的获取和编码则是KBE系统最重要的方面之一。
二、自行车设计概况1.国内外自行车设计概况有前人用AutoCAD二次开发技术在自行车车架设计上做过研究，但是成果并不明显。
其中一种实现方式是：用AutoCAD内部嵌入的一种程序设计语言AutoLisp来完成常用的科学计算和数据分析，同时又能调用几乎全部的绘图命令。
使用该程序能自动完成车架简图的绘制，然后自动提取关键参数进行分析判别并反馈出最后结果，以实现优化设计的目的。
还有人在自行车CAD技术上做过参数化设计方面的研究。
自行车设计毕业论文
自行车设计毕业论文自行车设计毕业论文摘要自行车作为一种便捷、环保、经济的交通工具，在人们的日常生活中发挥着重要作用。
本文旨在探讨如何通过设计来提升自行车的性能和使用体验。
通过对市场调研和用户调研，分析了目前自行车市场上的一些问题，并提出了几点设计建议。
此外，本文还对自行车的材料、制造工艺和造型设计做了详细阐述，为自行车的设计提供了理论基础和实践指南。
关键词：自行车、设计、材料、制造工艺、造型设计AbstractAs a convenient, environmentally friendly and economical means of transportation, bicycles play an important role in people's daily lives. This article aims to explore how to improve the performance and user experience of bicycles through design. Through market research and user research, this paper analyzes some problems in the current bicycle market and puts forward several design suggestions. In addition, this paper elaborates on the material, manufacturing process and styling design of bicycles, providing theoretical basis and practical guidance for bicycle design.Keywords: bicycles, design, materials, manufacturing process, styling design一. 介绍自行车作为一种古老而又新颖的交通工具，已经深受人们的喜爱。
我的毕业设计-山地自行车[管理资料]
![我的毕业设计-山地自行车[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/260697069e3143323868936d.png)
山地自行车的设计摘要山地车，英文名叫“mountain bike”，缩写为MTB。
山地自行车设计是一项十分重要的工作，也是一门专业的抖学。
国外山地自行车工业发达的国家都在自行车设计中投入了大量人力、物力和财力，也取得了很好的效果。
我国虽然被称为自行车生产王国，但在产品设计工作上与国外先进水平相比还存在差距。
为了迅速提高我国自行车水平，必须在设计工作中下功夫。
山地自行车设计涉及到大量计算和技术问题，本设计将利用PROE、CAD等软件从模型出发到一整部山地自行车的成型的介绍。
将从山地自行车设计的技术经济指标、山地自行车设计的使用要求和步骤、山地自行车设计人员要求、山地自行车影响出功率的机械因素、山地自行车行驶阻力、山地自行车安全要求、山地自行车设计的配合要求八个方面。
关键词：山地自行车，PROE，CAD，机械因素THE DESIGN OF THE MOUNTAIN BIKEABSTRACTMountain bike, called "mountain bike" English, abbreviation for MTB. Mountain bike design is a very important work, is also a kind of professional shaking learn. Foreign mountain bike industry developed countries are in bicycle design invested a huge human, material and financial resources, and good results have been achieved. Although China is called the kingdom of bicycles, but production product design work compared with foreign advanced level also has the disparity. In order to quickly raise our bicycle level in design work, we must make great efforts.Mountain bike design involves substantial computation and technical problems, this design will use PROE, such as CAD software to a whole department from the model of the mountain bike molding introduction. Mountain bike design from technical and economic indexes, the use of the mountain bike design requirements and steps, mountain bike design personnel requirements, mountain bike influence the mechanical factors, the power of the mountain bike driving resistance, mountain bike safety requirements, mountain bike with eight aspects of design requirements.KEY WORDS: Mountain bike，PROE，CAD，Mechanical factors目录前言 (1)第1章自行车设计的技术经济指标 (2)使用寿命 (2)行驶安全性 (2)产品标准化 (2)工艺性 (3)强度和最大容许负荷 (3)成本 (4)骑行轻快和舒适 (4)第2章自行车设计的使用要求 (5)设计的基本要求 (5)设计的主要部件 (5)车架 (5)前叉 (5)车把 (5)前轴 (6)后轴 (6)中轴 (6)脚蹬 (6)飞轮 (6)变速器 (7)前后轮 (7)鞍座 (7)前后闸 (7)第3章自行车设计步骤 (8)拟制技术任务 (8)技术设计 (9)工作图设计 (9)第4章影响自行车输出功率的机械因素 (11)曲柄长度 (11)车架立管的倾角 (11)鞍座的高度 (12)车把的位置 (13)速比 (14)第5章自行车行驶阻力 (15)滚动阻力 (15)人和车的总重量 (15)轮胎结构和材质 (15)车轮的规格 (15)轮胎结构和材质 (15)车架精度 (16)路面情况和胎压 (16)空气阻力 (16)内部阻力 (16)第6章自行车安全要求 (18)第7章自行车设计的配合要求 (20)第8章自行车车座的模具设计 (22)塑件成型工艺性分析 (22)塑件的分析 (22)PC的性能分析 (23)PC的注射成型过程及工艺参数 (24)拟定模具的结构形式 (24)分型面位置的确定 (24)型腔数量和模具结构形式的确定 (24)注射机型号的确定 (25)主流道的设计 (27)成型零件的设计 (28)成型零件的结构设计 (28)成型零件材料的选择 (29)模架的确定 (29)各模板尺寸的确定 (29)各模板尺寸的校核 (29)冷却水线的设计 (29)导向与定位结构设计 (30)总装配图和部分零件图的绘制 (30)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)外文资料翻译 (36)前言自行车，又称脚踏车或单车，是通常二轮的小型陆上车俩。
山地自行车评析与改进设计
三、调查分析
1.现有的自行车的防盗设施效果很不理想，须进行 改进。 2.现有自行车的锁具外形不美观，影响自行车的整 体外貌。 3.自行车因胎气不足曾给大多数人带来不便，都认 为自行车有配备打气筒的必要，但是感觉携带打 气筒会非常不方便。 4.多数人曾因道路复杂或其他原因迷过路，认为自 行车上须加装指南针等导航装置。 5.多数人在骑车过程中经历过紧急刹车，也因此会 担忧将自己撞伤。
• 5.你认为在每辆自行车上配有充气筒有必要吗？ A 很有必要 B 有必要 C没必要 D完全没必要 • 6.假如给自行车配有充气筒你会不会觉得不便？ A 很不方便 B 不方便 C 不会不便 D 非常好 • 7.你有过这样的经历吗？在你的行车经历中，因 为道路的复杂或者其他的原因而分不清你的行车 方向。 A 有 B 没有 • 8.你觉得在自行车上配备有定位系统或者指南针 有必要吗？ A 很有必要 B 有必要 C 没必要 D 完全没必要
目前山地自行车的不便之处
• 山地自行车作为目前骑友的骑行工具， 在给他们骑行观光带来方便的同时， 也让他们有一些苦恼：在偏远的地方， 一旦自行车胎气不足或者因车胎有小 伤口而缓慢漏气时会让骑行者倍感焦 急，如若此时有一只打气筒会解决不 少麻烦。 • 在偏远的地方或者山林里面，骑行忘记带指南针而在路途中 耽误大量的时间。 • 城市中的中学生骑车是会在车座下方 挂一个锁，但是有时会因与轮胎触碰 而造成危险。 • 有时因前方紧急情况而刹车也会造成 撞伤等事故
四、目前山地车图样
整体外观
车锁位置及车锁
牛头抱车把
五、人机评析及改进方案
针对以上问题，结合人机工程学所学知识，可对 山地自行车改进，考虑到美观的问题可将改进设 施集中于牛头抱车把上。
防盗问题的改进：
基于Inspire 的自行车部件轻量化设计方法
文章编号：2095－6835（2022）14－0050－04基于Inspire的自行车部件轻量化设计方法＊陈亦天，梁晓娟，沈敏，陈正楠，吴瑞明（浙江科技学院机械与能源工程学院，浙江杭州310023）摘要：轻量化设计已经成为机械工业等多个领域重点发展方向之一。
轻量化模型的目的是在不牺牲零件性能的前提下，通过优化模型来减少材料消耗，对于减少材料成本及减轻零件质量至关重要。
所述研究使用Inspire软件进行有限元分析、拓扑优化、结构优化分析，而传统的自动几何重构方法存在一些缺点。
以一种山地自行车结构部件为例，根据给定的负载情况、约束调节和性能指标，采用手动几何重构的方法，在给定的区域内对材料分布进行优化，从而大大减少成本、开发时间和物料消耗并减轻产品质量，具有一定的推广价值。
关键词：轻量化设计方法；Inspire；拓扑优化；结构部件中图分类号：TH164文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.14.017轻量化设计优化问题的实质是零件质量的优化问题，即如何优化3D模型内部结构，在满足力学性能要求的前提下，使零件的质量达到一定条件下的极小值[1-3]。
焦洪宇等将轻量化技术运用到机械臂、液压机等大型机械上[4-5]。
而采用拓扑优化技术可以将零件尺寸、形状优化，以达到零件轻量化的目的[6]。
张志飞等[7-8]运用拓扑优化技术对车辆的悬架等进行轻量化多目标优化设计。
随着增材制造技术的不断发展，采用增材制造技术实现结构优化能最大限度地提升产品结构效率，在机械工业行业被广泛应用。
赵阳等[9-10]将增材制造技术与拓扑优化技术结合起来，生产制造了复杂结构。
Inspire软件是一款专业强大的衍生式设计及拓扑优化及快速仿真解决方案，可用于运行结构优化、有限元分析、运动分析和增材制造分析[11]。
通过在给定的区域内对材料分布进行优化，从而大大降低成本、减少开发时间和物料消耗并减轻产品质量[12-13]。
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山地自行车的优化设计
摘要：现代社会对自行车的需求已是必然，汽车已逐步替代了自行车出行方便的功能，而自行车则逐渐发展成了一种娱乐、寻求刺激的工具----山地自行车。
山地自行车是专门为越野(丘陵,小径,原野及砂土碎石道等)行走设计的自行车，山地自行车也分为很多种类，每种的功用和性能也根据需要有较大的差别。
下面就是从传统设计和优化设计的各个方面介绍了山地自行车的设计要求，作用和其独特的结构特点。
关键词：
在当代社会，汽车已逐步替代了自行车作为了代步工具。
普通的自行车已经逐步走出了我们的视线。
但是随着生活水平的提高，更多的人为了追求刺激，寻求极限运动，山地车小轮车也走进了我们的生活。
并且被广大活泼青年所喜爱。
山地自行车作为一种产品，也经历了从传统设计到优化设计的过渡。
在此简单从传统设计和优化设计的角度分析介绍它的结构设计特点，以及与其他自行车相比它的优化性特点。
山地自行车主要有普通型，双人竞速型，自由骑型，飞跃型，速降型。
普通型是山地自行车的最基本型，用于普通的山地越野，也是山地车中最轻便最实用的车型，因强度适中，可以追求轻量化。
但因强度不高，不适合更高强度的越野，因此随着人们的需求，发展出了更高强度的飞跃型，速降型，双人竞速型等适合在野地丛林越野的山地自行车。
山地自行车整体具有刚度大，行走灵活等有特点，适于在山地，土路，非人为环境中骑行。
因其坚固、粗犷、新颖的外型、缤纷夺目的色彩、优越的骑行性能，很快成为都市青年追求的时尚。
(1)山地自行车与普通自行车有哪些不同？各有什么特点？
山地车，各种部件均不同于普通自行车，具有缓冲作用、抗震性能好的轮胎，牢固结实、材料钢度大的车架，不易疲劳的把手以及即使在陡峻的坡道上也能够畅快地骑行的变速器等，都使山地车更适合与爬山越野、郊游旅行。
山地车，车速一般有10速，12速，15速，18速，21速，24速及27速。
正确运用变速器，能应付平路，上下坡，土路，顶风等复杂路况和气候，比普通自行车快速省力得多。
车架一般采用普通碳素钢管是经过焊接、组合而成。
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。
车架结构比较结实，刚性要求比较强，有前避震，或软尾，外胎花纹较粗，具备很灵活的操控性。
(2)山地自行车与公路自行车有哪些不同？各有什么特点？
山地车一般使用26的车轮，轮胎较宽，通常具有减震系统和变速系统。
山地车的齿数比变化范围比较大，便于爬山和下坡。
山地车对强度的要求很高。
最早的山地车使用吊式刹车系统，后来出现的V型刹车提供了更好的制动性能，现在最好的制动系统是从摩托车引进的盘式制动器，或者说是碟刹。
山地车通常使用3片牙盘。
山地车通常使用直把和燕尾把。
公路车应该使用弯把（羊角）或者记时把（牛角），具有变速功能。
其后飞变化范围很小，大盘齿数很多。
大盘通常为两片，最近有流行3片的趋势。
公路车注重的是速度，追求轻量化。
公路车的刹车系统是很古老的夹器，只有一个固定轴。
山地车一般使用26的车轮，轮胎较宽，通常具有减震系统和变速系统。
山地车的齿数比变化范围较大，便于爬山和下坡。
就区别而言，山地车比较结实，而公路车通常比较纤细（近年基于空气动力学设计的车架比较粗壮）。
山地车的车架角度很有讲究，而公路车的角度是差不多的。
山地车的车轴比
较粗壮，而公路车的车轴比较精致。
山地车的轮胎通常在1.9"以上，而公路车的轮胎宽度多在20毫米上下。
下面具体分析一下山地车几个重要部件的特点以及性能。
1．自行车车架问题
山地车车架的材料目前主要有以下几种：钢，铝合金，钛合金，镁合金，钪合金，碳纤维等等，一般市场上出现的车架主要有钢，铝合金，钛合金，碳纤维。
铝合金和镁合金是最近的新兴材料，比较少见。
相较公赛和代步自行车，这样就减轻了车的自重，骑车时会感觉更加轻便。
而且他的平稳性也是最好的。
1.自行车轮胎的问题:
山地车为适应爬坡，越野轮胎做得又宽多刺，可以增大摩擦力。
而公赛为了适应比赛争取速度轮胎做得又细以光滑，可以减小摩擦力。
代步自行车，车轮取于山地车与赛车之间，便于行施，又可以适应不同道路防滑。
不难看出山地车的抓地力最强，所以才能适应极限运动的需要。
3.挡泥板的不同
山地车挡泥板形状为什么和普通自行车的形状不一样就是因为防止变形后影响车轮正常转动磨车轮，所以不会采用普通自行车的“包裹式挡泥板”而采用越野摩托车的“开放式挡泥板”，从而避免了挡泥板对车本身灵活性影响。
这也是为什么现在很多山地车专用挡泥板都是后边翘得高高的离车轮比较远的原因。
4轮圈材料改进
代步自行车的轮圈是用钢做的，但现在钢质轮圈因质量大，刚性强度不足等原因已经淘汰，只能在廉价劣质的自行车上找到。
铝质轮圈取代了钢，因为铝较轻、较强、防锈，而且能提供更好的刹车性能。
5变速器与轮盘
与普通自行车相比，山地车加了变速器。
山地车的牙盘齿数与飞轮齿数相比所得的比值称之为传动比,传动比高,骑行者爬坡有力、轻松。
而山地车的传动比不再单一，从而使山地车的速度可变，这能使骑车人本身不论实在爬坡平路还是下坡，都能通过变速，而达到最省力状态。
6．辐条介绍
辐条选用不锈钢材料的。
不锈钢强度高并且不会起锈，从而增加了其耐腐蚀性能，寿命得以延长。
普通的车轮使用镀铬或镀锌碳钢辐条，这类辐条强度不如不锈钢，并且有起锈趋势。
7．避震
行程的大小一般是40至120毫米, 通过气压、液压油、胶棒、弹簧来起到减震作用。
从而保证了骑行者在各种复杂的地面条件下的速度和安全。
同时也是骑行者感觉更加舒适。
除此之外还有很多细小零件的选择，不做过多的介绍。
就以上所述，看出山地车与其他自行车相比的优越性能。