机械设计自行车链传动分析.

指拨装入变速线
变速操作原理--后拨
• 当右指拨进行拨动时，同样，变速线拉动后 拨，后拨将链条挂到飞轮上不同的齿数上， 进行飞轮不同齿数的切换。 • 变速是一个运动的过程，必须在平稳的骑行 中进行变速才能达到最好的变速效果，因为 前拨、后拨的功能只是让链条进行左右移动， 确定链条正确的空间位置，而链条和齿盘之 间的啮合是靠平稳骑行中，牙盘和飞轮旋转 和链条进行啮合过程。
变速系统的组成
• 自行车变速的实现必须由一套成套的传动变 速零件组成，分别是由自行车的指拨、前拨、 牙盘、链条、飞轮、后拨。其中起传递动力 的是牙盘、链条、飞轮。使用了链传动进行 传递动力。而指拨、前拨、后拨是变速系统 的主要构成部分。
指拨
后拨
前拨
变速操作原理--前拨
• 指拨分成左右指拨，左指拨是控制前拨的变 速，右指拨是控制后拨的变速，指拨和变速 器之间由变速线连接，指拨就是一个控制器。 指拨上一般有视窗标注变速的挡速，是为了 骑行者能够方便知道现在的前后齿的搭配关 系。 • 当左指拨进行拨动时，变速线拉动前拨向左 向右空间上移动一定的距离，前拨带动链条 分别将链条挂在牙盘的三个齿上，实现了牙 盘三个不同齿盘的转换
2nR1 R3 3 3 R3 车 60R2
三、自行车变速的实现和原理
• 自行车传动主要是由前面的大齿盘和后面的 很多小齿盘组成，前面的大齿盘叫做牙盘， 后面的小齿盘叫做飞轮。变速自行车拥有不 同的速比就是由前后两个齿盘进行配合得到 的
牙盘
飞轮
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自行车传动变速机构
自行车速比介绍
二、自行车的传动系统
1、传动的类型：
链传动 链传动是以链条为中间传动件的啮合传动。 如图9-1所示链传动由主动链轮1、从动链轮2和绕在链 轮上并与链轮啮合的链条3组成。
2、链传动的特点： （1)和带传动相比。链传动能保持平均传动比不变；传动效 率高；张紧力小，因此作用在轴上的压力较小；能在低速重载 和高温条件下及尘土飞扬的不良环境中工作。 (2)和齿轮传动相比。链传动可用于中心距较大的场合且制 造精度较低。 (3)只能传递平行轴之间的同向运动，不能保持恒定的瞬时 传动比，运动平稳性差，工作时有噪声。
小组成员：陆春荣 蒋天伦 易斌 王正阳 周寒
一、自行车的整体结构及主要部分介绍
二、自行车的传动系统
三、自行车的变速原理
一、自行车的整体结构及主要部分的简 单介绍
1.1 链轮
• 1.链轮的基本参数及主要尺寸 链轮的基本参数为：链轮的齿数z、配用链条 的节距p、滚子外径d1及排距pt。链轮的主要尺寸 及计算公式如表1-1所示。
3、传动关系
从图中可以看到，当前轮以ω1的速度转动时，后链轮的转动速度应该是:
2
R11 R2
同时，由于后轮和后链轮是同一个轴上的同步转动的，所以又有如下关系：
R11 3 2 R2
R1 前链轮 L
RR2 r 后链轮 R3 2 1
那么就可以得到，当人以每分钟n转的速度骑行的时候，应该有自行车的前进速 度即为后轮的前进速度：
后拨
• 由于自行车的动力传输是由链传动，所以传 动系统使用一段时间后会有磨损，需要润滑 链条，飞轮和牙盘。而且前拨后拨的转动关 节部分也需要进行润滑。还容易存在的问题 是掉链问题，现在技术越来越成熟的前拨后 拨也起了防止掉链的左右，而后拨的张紧弹 簧是张紧了链条，有效的防止链条脱落。
2、链传动的失效形式 由于链条的强度比链轮的强度低，故一般链传动的失 效主要是链条失效，其失效形式主要有以下几种： (1)链条铰链磨损。链条铰链的销轴与套筒之间承受 较大的压力且又有相对滑动，故在承压面上将产生磨损。 磨损使链条节距增加，极易产生跳齿和脱链。 2) 链板疲劳破坏。链传动紧边和松边拉力不等，因 此链条工作时，拉力在不断地发生变化，经一定的应力循 环后，链板发生疲劳断裂。 (3)多次冲击破断。链传动在启动、制动、反转或重 复冲击载荷作用下，链条、销轴、套筒发生疲劳断裂。 (4)链条铰链的胶合。链速过高时销轴和套筒的工作表 面由于摩擦产生瞬时高温，使两摩擦表面相互粘结，并在 相对运动中将较软的金属撕下，这种现象称为胶合。链传 动的极限速度受到胶合的限制。 (5)链条的静力拉断。在低速（v < 0.6m/s）重载或突 然过载时,载荷超过链条的静强度，链条将被拉断。
• 牙盘一般是由三片组成，后面的飞轮齿数是 在6齿,7齿,8齿,9齿,10齿,11齿，组成了不同 的速比，分别是18速，21速，24速，27速， 30速，33速。这么多速比的设计是为了每 一个骑行者能够找到合适的踩踏频率，更好 的进行骑行运动。
牙盘和飞轮的安装
速比的选择
• 当链盘的“大盘”与飞轮的“小飞”组合时，（即牙盘用大 齿数，飞轮用小齿数进行传动时）“大盘”转动一圈，“小 飞”则会转动很多圈，这样“小飞”就会带动后车轮前进很 远一段距离，因而此时车速最快。然而，此时由于脚踏的轮 半径与“大盘”的轴半径相差不大，所以人加在脚踏上的动 力在“大盘”上产生的力并不太大。即：此时车速虽然快了， 但骑车人会付出较大的动力。 当链盘的“小盘”与飞轮的“大飞”组合时，“小盘”转动 一圈，“大飞”转动的圈数不太多，这样“大飞”就带动的 后车轮前进的距离不大，因而此时车速最慢。然而，此时由 于脚踏的轮半径与“小盘”的轴半径悬殊很大，所以人加在 脚踏上的动力在“小盘”上会产生很大的驱动力。即：此时 车速虽然慢了，但骑车人付出的动力却最小。