自行车发电机的设计

机械工程概论
3）加工工艺优化
零件的加工顺序，以链轮为例，在材料， 热处理方面的试验
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4）外购标准化零部件优化
选择最常用的标准化零件，其价格较低， 如轴承：常用的型号6204，6104等
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5、外形设计及包装设计
确定产品的外形,涂、镀和色彩。 确定产品包装形式、包装材料。 编写技术文件。 设计说明书、使用标准、使用说明书、安 装图纸。
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问题 1、自行车有几个组成部分？ 2、自行车怎样设计骑行最省力。影响自行车骑行速度主要 因素是什么？ 3、自行车为什么要用轮胎，且需要充气，能不能不用，又 没有替代方法？ 4、自行车车把的宽度能不能缩小，缩小后有什么影响？ 5、自行车车架都是圆管的，为什么？方管行不行？ 6、自行车骑行过程中是往前走的，不蹬时或倒蹬时，还往 前走，为什么？ 7、自行车是怎样连接的，螺纹连接、焊接。 8、自行车使用什么材料，这些材料的主要性能和特性？ 9. 自行车用什么传动的？有没有其他替代方法？ 郑州轻工业学院
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其他自行车
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自行车各部分使用的材料和加工方法
车架 钢管φ25X2 Q235（20）焊接 车圈 铝合金（碳钢） 滚压成型 大盘（50） φ220X5 碳钢45 冲压成型 飞轮（16） φ75X15 碳钢45 热锻 淬火 车档 GCr15 热锻 淬火+回火 + 支架弹簧 70 淬火+中温回火 车胎 橡胶 模具成型 车把套 橡胶（塑料）模具成型 链条 链板：40Mn 45Mn 销轴：30CrMnTi 20CrMnMo 滚子：10#钢 20#钢 套筒：10#钢 20Mn 链板淬火+回火
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折叠自行车
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4、优化设计
1）结构优化 设计结构和材料的形状和定尺优化等。 a、设计结构 单件生产、适合不适合大批量生产。 如不同直径的阶梯轴如果大小直径相差太大即浪费材料 又浪费加工时间。 根据材料的性质不同设计结构，如钢筋水泥即解决抗拉 又解决抗压的问题，抗压不抗拉， b、型材的形状结构 常用的型材有角铁、槽钢、工字钢、圆管、方管、矩形 管等。 c、材料定尺优化 郑州轻工业学院
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a、确定基本参数：
负重：100Kg，最大150 Kg 身高：1500-1850mm 自重：5-10 Kg 车速：20公里/小时 体积：500X400X300 登车频率：60次/分
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b、确定规格 400/25.4=15.75 14英寸或更小。 c、确定折叠次数 26自行车的外形尺寸：1650X560X1200，轮距： 1000 车轮和车把需不需要折叠，最多折叠两次。 d、确定折叠部位 前插、横梁、车座 e、确定折叠结构 铰链式结构，不用工具快速拆卸结构、连接方式 （大部分连接为螺纹连接）
一、工业设计过程
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设计过程
生产加工 装配检验
设计任务书 设计图纸 外形设计 确定材料 设计零部件 结构设计
调查研究 可行性研究 功能设计 各种试验 设计计算
包装出厂
用户反馈 产品改进
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（一）设计任务书
设计折叠自行车一辆。 使用目的：旅行携带方便，可以放在背包中或汽车的后 背箱中。 要求如下： 要求如下： 1、折叠后的体积500x400x300。 2、自行车自重5-7kg。 3、销售价格500-700元左右。 4、设计时间：60天。 5、样品制作时间180天。 6、产品上市时间12个月。
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车架 钢管φ25X2
Q235（20）焊接
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车圈 铝合金（碳钢）
滚压成型
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大盘（50） φ220X5 碳钢45 冲压成型 飞轮（16） φ75X15 碳钢45 热锻 淬火
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车胎
橡胶 模具成型
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机械工程Hale Waihona Puke Baidu论
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自行车
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（三）设计过程 1、概念设计
概念设计是设计的雏形 。 折叠自行车的折叠次数。 车的使用人群和目的。 收集各种自行车资料 。
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折叠自行车
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2、功能设计
完成设计的主要功能，作各种试验、实验 数据的分析
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f、确定传动方式（计算） 以26自行车计算： 车轮直径为=25.4x26=660 旋转一周的距离=660x3.14=2073 自行车的脚踏频率60次/min 2073x60=124419/1000=124.4M 后飞轮z=16齿 前链轮48齿 3x124.4=373.26x60min=22395.5M/h 作各种试验
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（二）市场调研
主要车型： 1、规格有28、26、24、22、20、18、16英寸。 2、有横梁和斜梁。 3、有公路自行车、山地车和普通自行车 生产厂家 飞鸽、永久和凤凰；捷安特、美利达 美国的TREK（崔克），意大利“三巨头” 意大利“ 意大利 三巨头” （Colnago、Pinarello、De Rosa） 、 、 ） 产量：2010年 8159.8万辆 价格：150元至几千元不等
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确定自行车的参数
1、自行车负重100-150kg 2、骑行速度10-15km/h。 3、确定自行车车轮的直径（根据设计任务书的要 求确定）。 4、确定自行车座的高度（根据人体工程学的要求 确定）。 5、确定两轮的中心距（根据折叠要求确定）。 6、确定自行车的传动方式（连传动）。 7、确定脚踏曲柄的中心高度和半径。 8、确定自行车的车把宽度（根据折叠方式确定）。
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3、结构设计
各种计算：包括速度、强度、寿命、可靠性、稳 定性等。 设计应遵守行业标准，符合各种机械标准（使用 机械设计手册等工具书） 选择零件的材料、表面处理方法 选择标准件，外购件 绘制加工图纸（零件图、装配图） 数字化虚拟样机 设计结果的测试，产品鉴定。
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自行车的构造 郑州轻工业学院
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自行车的构造
1、行走部分 包括内胎、外胎、车圈、车条、花鼓、轴承、车轴等。 2、转向部分 车把、前叉等 3、动力部分 包括主动链轮、后飞轮、链条、大拐、脚蹬等。 4、乘坐（驾驶）部分 5、车架部分（包括减震系统） 6、制动部分 7、其他部分 包括支架、后货架、车筐，车铃和车灯等。 郑州轻工业学院
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2）材料优化
不同的材料的性能和价格是不同的。
序号 1 2 3 4 5 6 名称 钢材 铸铁 铜 铝 不锈钢 ABS塑料 密度 克/cm3 7.85 7.85 8.9 2.7 7.8 0.9-1.1 价格（元） 5000 5000 58000 16000 20000 20000
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符合要求的折叠自行车
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二、设计完成后绘制出图纸
1、绘制装配图 功能：用于自行车的装配、维修和使用。 2、绘制需要加工的零件图 用于零件的加工、检验等。
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自行车的设计过程中会用到机械制图、计 算机绘图、理论力学、材料力学、机械原 理、机械零件、金属材料及其热处理、公 差与技术测量、优化设计等课程的内容。 自行车的制造过程中会用到，机械加工工 艺学、刀具、机床的工作原来和加工方法 等内容。