毕业设计-自行车内三速变速器设计
简单三轴三档式变速箱的设计
目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)第1章绪论 (1)第2章传动方案拟定 (2)2.1运动参数及动力参数计算 (2)2.1.1 传动轴中心距 (2)2.2各档齿轮齿数的分配 (3)2.2.1 确定Ⅰ档齿轮的齿数 (3)2.2.2 确定其他档位的齿轮齿数 (3)2.2.3 确定倒档齿轮副的齿数 (4)2.2.4根据传动比确定个齿轮齿数 (4)2.3各轴转速计算 (5)2.3.1各轴输入功率 (6)2.3.2各轴转矩 (6)第3章齿轮（Ⅰ-Ⅱ轴）的设计与校核 (7)3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (7)3.2按齿面接触强度设计 (7)3.3按齿根弯曲强度设计 (8)第4章齿轮（Ⅱ-Ⅲ轴）的设计与校核 (11)4.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (11)4.2.按齿面接触强度设计 (11)4.3按齿根弯曲强度设计 (12)第5章轴的设计计算 (15)5.1选择轴的材料 (15)5.2初算最小轴径 (15)5.3轴的校核与结构设计 (15)参考文献 (19)致谢 (20)摘要关于简单三轴三档式变速箱的设计，首先选择的是齿轮模数，在总挡位和一档位速比确定后，合理分配变速器各档位的速比，接着计算出齿轮参数和中心距，并对齿轮进行强度验算，确定齿轮的结构和尺寸，绘制齿轮的零件图，根据经验公式初步计算出轴的尺寸，然后对每个档位下轴的刚度和强度进行验算，确定出轴的机构和尺寸。
最终完成变速器的零件图和装配图的绘制。
变速器的齿轮为标准齿轮，档位数和传动比与发动机参数匹配，保证了汽车具有良好的动力性和经济性。
该变速器具有操作简单、方便、传动效率高，制造容易，成本低廉，维修方便的特点，适应农用运输车的使用。
对于倒档齿轮采用滑移齿轮进行换挡，可以使制造比较方便。
变速器齿轮的润滑采用压力强制润滑，在齿轮径向钻3~4个孔。
虽然制造有点麻烦，但润滑比较可靠，而且油液是循环的。
关键词：变速器，齿轮，传动比AbstractOn the simple three axis three gear transmission design, the first choice of gear module, in the general gear and the gear ratio is determined, reasonable allocation of the transmission gear ratio, and calculate the gear parameters and the distance from the center, and on the gearstrength checking, determining the gear structure and size, drawing gear parts, according to the empirical formula to calculate the size of the primary shaft, then for each gear shaft stiffness and strength checking, determine the axis of the body and size. According to the arrangement of bodies and the reference of similar models corresponding to the bearing, in accordance with the national standard to choose suitable bearing, and then on the bearing life calculation, finally complete the transmission part drawing and assembly drawing.Transmission gear for standard gear, gear number and transmission ratio and engine parameter matching, ensures that the car has good dynamic performance and fuel economy. The transmission has the advantages of simple operation, convenient, high transmission efficiency, and easy manufacture, low cost, convenient repair, adapted to the use of farm transport vehicle.Lock ring synchronizer inertia, used for reverse gear sliding gear shift, can create more convenient. Transmissions gear lubrication with pressure lubrication, the gear radial drill 3-4 holes. While making a little trouble, but more reliable lubrication, and oil is a cycle. Keywords:transmission；gear；Transmission ratio第1章绪论我国农用运输车诞生于20世纪80年代。
自行车多速传动链轮系统设计
自行车多速传动链轮系统设计报告姓名:学号:日期:设计内容:1.设计任务2.设计参数3.原理结构4.设计过程5.绘制链轮的图纸6.变速机构设计7.自行车架1.设计内容设计3-5级链轮传动自行车轮系,选择3级链轮传动自行车轮系. 2.设计参数1.传动比(主动/从动)选择,选择的传动比分别是10:3 ,10:6, 10:8.齿数分别为17(10:3) 34(10:6) 46 (10:8) 57(主动轮).2.链条选择05B-1-152 GB/T 1243-1997:节距p=8mm,滚子直径d1=5mm,内链节内宽b1=3mm,销轴直径d2=2.31mm,内链板高h2=7.11mm,排距p t=5.6mm,单排.3.链轮齿形3.链轮的基本参数和主要尺寸4.原理结构图1.两轮的中心距为a=400mm.2.链节数:x=2a/p+(z1+z2)+f3p/a=1523.链速v=z1n1p/(60×1000)=0.152m/min n1=20r/min p=8mmz1=574.圆周力F=1000p/v=2kN p=0.1kw5.设计过程1.市场调查现有产品结构.2.确定主动轮尺寸.3.查资料确定链型.4.分配传动比,初步设计.5.设计各级链轮的尺寸.6.精确计算.7.绘制轮的图纸1.主动轮主视图2.齿数为57，齿侧圆弧半径r e取35.4mm.3.滚子定位角a取118°.25′，分度圆直径d为145.45mm,齿顶圆直径d a取150mm，齿根圆直径d f为140.45mm,最大轴凸缘直径d g取137mm，齿高h a取2.61mm.该图缩放了10倍.2.剖视图3.其他齿轮参数4.标题栏8.变数结构设计基本图形9.自行车架。
【精品】三速变速箱设计毕业论文设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)摘要变速箱是改变机床主运动速度的机构。
它可以单独地装在一个箱体内构成机床的一个部件，也可以与其他机构共同装在一个箱体内。
变速的方法包括通过变更传动件的组合实现有级变速和采用机械的、液压的或电力的机构实现无级变速。
本变速箱中变速的方式采用滑移齿轮实现三对齿轮的依次啮合。
采用滑移齿轮变速时﹐主轴必须停止或缓慢旋转﹐但结构比较简单。
所以，本变速箱主要有以下几部分组成：外传动机构（带轮传动）、内传动机构（齿轮传动）、变速定位机构、箱体。
关键字：变速箱；齿轮；AbstractMachine gearbox is the main change in velocity (such as spindle speed ﹑table every few minutes reciprocating itinerary, etc.) institutions. It can be individually packed in a pill form of a machine tool parts, can be shared with other agencies packed in a pill, such as spindle components installed on together called spindle gearbox. Methods include speed drive through change to achieve a combination of pieces of a class variable speed and the use of mechanical or CVT now.Gearbox a level and speed to slip out through the clutch and gear﹑gear such as exchange or combinations of them. Sliding gear clutch speed, spindle must stop or slow rotation, but the relatively simple structure.The gearbox from the fllowing componets: External drive (drive pulley)Internal drive (gear),transmission control, bodybox. Keyword s：machine gearbox, gear毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
毕业设计任务书变速器三维建模与仿真
毕业设计任务书变速器三维建模与仿真兰州工业学院毕业设计（论文）任务书交通工程系届汽车制造与装配技术专业注：本任务书要求一式两份，一份系部留存，一份报教务处实践教学科。
附件1 设计过程概述1．图书馆网站上查阅相关中文文献10篇以上。
关键词有：变速器、三维建模、装配建模、仿真分析。
2．查找相关毕业论文2篇。
3．阅读CATIA软件使用、三维建模、仿真分析等相关书籍，熟悉软件的使用。
4．准备工具、量具分步拆解变速器，绘制零件草图。
5．进行进行零部件的三维建模，装配建模及装配干涉检查。
6．进行指定机构的运动分析，录制分析过程。
7．三维装配局部剖视，生成A0图纸，指定部件的爆炸图A1幅面2张，标准图纸（要有件号指引、标题栏、零件明细表及说明等）；8．编写毕业设计说明书。
说明书必须包括以上所有内容，内容布置必须合理。
格式安排按毕业设计说明书格式执行。
每一章必须单独起页。
用Word 输出。
说明书包括：中文摘要、英文摘要、目录、正文、总结、参考文献、谢辞。
9．英文翻译、论文中英文摘要必须自己翻译。
附件2 手动变速器剖视图（参照）附件3 变速器部件爆炸图（参照）附件4：兰州工业学院毕业设计（论文）撰写规范一、论文印装（一）装订要求论文一律用A4（210mm 279mm）标准大小的白纸打印并装订（左装订）成册。
论文在打印时，要求纸的四周留足空白边缘，以便装订和批注。
每页的上边距和左边距侧(订口)应分别留边25 mm，下边距和右边距(切口)应分别留边20 mm。
（二）字体要求1. 论文标题：小2宋体字，黑体；小标题1：小3宋体字，黑体；小标题2： 4号宋体字，黑体；2. 正文标题：参考（五）正文部分；3. 正文：小4宋体字；4. 参考文献： 5号宋体字；5. 英文摘要：标题：小3，正文：小4，字体：Times New Roman二、论文结构及要求毕业论文由以下部分组成：1.封面；2.毕业设计（论文）任务书；3.中文摘要；4.英文摘要；5.目录；6.正文；7.结论；8.致谢；9.参考文献；10.有关图纸(大于3#图幅时单独装订)。
(完整word版)自行车变速器设计
本科毕业论文（设计)论文题目：自行车变速器设计姓名：黄山学号：0930********班级：三班年级:2009级专业：机械设计制造及自动化系部：机械工程系指导教师:张向阳完成时间：2013年5月15日作者声明本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的,没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。
对本论文（设计)的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明.因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。
毕业论文(设计）成果归武昌工学院所有。
特此声明.作者专业：机械设计制造及自动化作者学号：0930********作者签名：2013年5月15日自行车变速器设计黄山Bicycle Speed Controller DesignHuang，Shan2013年5月15日摘要机械无级变速器是一种传动装置，其功能特征主要是：在输入转速不变的情况下,能实现输出轴的转速在一定范围内连续变化,以满足机器或生产系统在运转过程中各种不同工况的要求；其结构特征主要是：由变速传动机构、调速机构及加压装置或输出机构三部分组成。
采用无级变速器，尤其是配合减速传动时进一步扩大其变速范围与输出转矩,能更好的适应各种工况要求，使之效能最佳，在提高产品的产量和质量，适应产品变换需要,节约能源，实现整个系统的机械化、自动化等各方面皆具有显著的效果.故无级变速器目前已成为一种基本的通用传动形式，应用于纺织、轻工、食品、包装、起重运输矿山冶金、农业、国防及试验等各类机械。
本文在分析各种无级变速器和无级变速自行车的基础上，把钢球外锥式无级变速器进行部分改装，从而形成了自行车的无级变速装置。
该装置通过八个钢球利用摩擦力将动力进行输入输出，用一对斜齿轮进行分度调速，从而使自行车在0.75～1.22之间进行无级调速.研究表明:无级变速器被用于自行车方面可以大大改善自行车的使用性能，方便广大消费者使用.关键词：自行车；变速器;传动装置；无级变速装置AbstractMechanical stepless transmission is a transmission device，the main feature is that under the condition of invariable in the input speed, can realize the output shaft speed continuous variation within a certain scope，to meet machine or production systems in the process of operation with the various demands of the different working conditions; The main structure characteristics is that required by variable speed drive mechanism，speed and pressure device or output mechanism of three parts. Adopts stepless transmission, especially with reduction drive further enlarge its range of variable speed and output torque, and can better adapt to the requirements under various working conditions, make the efficiency of the best，in improving product yield and quality，meet the needs of product transformation, energy conservation，realize the mechanization，automation and so on various aspects of the whole system has significant effect。
自行车变速器设计
桂林理工大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计(论文) 题目：自行车变速器设计学院：机械与控制工程学院专业(方向)：机械（模具）摘要一直以来，自行车都是家喻户晓的交通工具，有着悠久的历史。
然而在当今交通发达的社会，越来越多的人注重对生活的享受，把自行车当成交通工具的时代已经过去。
出现了各种各样的自行车，例如场地自行车、公路自行车、山地自行车、斜躺自行车、广告自行车、旅游自行车、折叠自行车、电动自行车、小轮车等等一系列的现在自行车。
人们更加注重自行车的轻量化、灵活化设计。
自行车看似结构简单的车系，其关键部分却有着较大的学问，很多机构学家也做了很深入的研究，将自行车向着可靠化、强度化、创新化方向发展。
而在当今追求挑战的时代，更希望自行车能够更少的力获取更大的扭转力使自行车能够更快的运行，这是对变速系统的考验，也是对刹车系统的考验。
而本文主要是对自行车的变速系统进行设计，设计的主要工作有下面几点：通过查阅大量关于变速系统的工作原理；对变速指拨、前拨、后拨的设计和计算验证。
将设计的各装置进行模拟仿真再结合它的工作环境、工作方式进行优化。
本设计主要理论设计和经验设计相结合，对各部分数据进行可靠性分析，再通过以上数据利用CAD 画出零件图和装配图。
关键词:自行车；变速系统；零件图Design on the bicycle shifting systemAbstract：All along, the bicycle is a well-known means of transport,has a long history.However, in today's traffic developed society, more and more people focus on the enjoyment of life,the bicycle as a vehicle has passed.Emergence of a variety of bikes, such as track cycling,road cycling,mountain biking,recumbent bicycles,advertising bicycles, touring bikes, folding bikes, electric bikes, BMX bikes and so a series of now. People pay more attention to lightweight, flexible design of the bicycle.Bicycle cars seemingly simple structure,but has a key part of a larger learning,many organizations have done a very thorough scientists study the bike toward reliable technology, strength, innovation direction. The pursuit of the challenges in today's era, the bicycle can hope to obtain greater force with less twisting force to the bicycle can run faster, which is the transmission system test, but also a test of the brake system.The paper is of variable speed system design, the design has the following main points: a review of a large number of works on a bicycle transmission system;To shift the dip, the front derailleur, rear derailleur design and calculation verification.Each device is designed to simulate simulation combined with its work environment, how to optimize it. This design is mainly theoretical design and experience design combines the reliability of parts of the data analysis, and then draw a two-dimensional CAD diagrams.Key words: Bicycle; Transmission system; Simulation目次摘要 (I)Abstract (II)1 引言 (1)1.1 自行车变速器研究的背景和意义 (1)1.1.1 变速自行车简介 (1)1.1.2 变速自行车的现状和前景 (1)1.1.3 变速自行车的发展史 (2)1.1.4 变速自行车在如今生活中的运用 (2)1.2 变速自行车的结构组成 (2)1.2.1 自行车组成 (4)2 自行车的变速系统的总体设计分析 (5)2.1 自行车的变速装置的工作原理 (5)2.2 变速器设计方案的确定及设计过程 (6)2.2.1 确定变速系统的方案 (6)2.3 变速器的总体设计过程 (6)2.3.1 确定各零件的设计顺序 (7)2.3.2 运动过程的计算及拟定草图 (7)3 链条设计 (7)3.1 确定变速系统链条参数 (7)3.2 链条的长度 (8)3.3 确定链条的材料 (8)4 变速装置的设计 (9)4.1 拨链器 (9)4.1.1 拨链器的分类 (9)4.2 后拨链器设计 (9)4.2.1 后拨链器的构成 (9)4.2.2 后拨材料的选择 (9)4.2.3 飞轮各齿间距 (9)4.2.4 变速性能 (9)4.2.5 弹簧的设计要求： (9)4.2.6 连接组设计 (9)4.2.7 拆片组设计 (13)4.2.8 链轮和飞轮设计和选材 (16)4.3 前拨链器介绍和设计 (19)4.3.1 前拨链器的介绍 (19)4.3.2 前拨链机构材料的选择 (20)4.3.3 链轮齿盘间距 (20)4.3.4 机座部分的设计 (20)4.3.5 驱动部分设计 (23)4.3.6 定位部分和导板部分的设计 (25)5 自行车的变速比分析 (26)5.1 变速比和传动比 (26)5.1.1 变速比 (26)5.1.2 传动比 (27)5.1.3 传动行程 (27)5.2 自行车各齿变换的变速比参照表 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 引言1.1 自行车变速器研究的背景和意义1.1.1 变速自行车简介人们对自行车的利用不仅是交通工具，而越来越多的运用于旅游骑行，锻炼身体。
变速器设计说明书 - 课程设计毕业设计使用
变速器设计说明书 - 课程设计、毕业设计使用目录前言 ..........................................................................1 1 总体方案设计 (3)1.1 汽车参数的选择 ............................................ 3 1.2 变速器设计应满足的基本要求 .. (3)2 变速器传动机构布置方案 (4)2.1 传动机构布置方案分析 ...................................... 4 2.1.1 固定轴式变速器 ....................................... 4 2.1.2 倒挡布置方案 ......................................... 5 2.1.3 其他问题 (7)3 零部件结构方案分析 (8)3.1 齿轮形式 .................................................. 8 3.2 换挡机构形式 .............................................. 8 3.3 变速器轴承 (10)4变速器设计和计算 (11)4.1 挡数 ..................................................... 11 4.2 传动比范围 ............................................... 11 4.3 中心距A ................................................. 11 4.4 外形尺寸 ................................................. 12 4.5 轴的直径 ................................................. 12 4.6 齿轮参数 (12)Ⅰ4.6.1 模数的选取 .......................................... 12 4.6.2 压力角? ............................................ 13 4.6.3 螺旋角? ............................................ 13 4.6.4 齿宽b .............................................. 14 4.6.5 变位系数的选择原则 .................................. 15 4.7 各挡齿轮齿数的分配 ....................................... 16 4.7.1 确定一挡齿轮的齿数 .................................. 16 4.7.2 对中心距进行修正 .................................... 17 4.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数 .......................... 17 4.7.4 确定其他各挡的齿数 .................................. 17 4.7.5 确定倒挡齿轮齿数 (18)5 变速器的校核 (19)5.1 齿轮的损坏形式 ........................................... 19 5.2 齿轮强度计算 ............................................. 19 5.2.1 齿轮弯曲强度计算 .................................... 19 5.2.2 轮齿接触应力计算 .................................... 21 5.2.3 轴的强度计算 (23)6 同步器的选型 (26)6.1 锁销式同步器 ............................................. 26 6.1.1 锁销式同步器结构 .................................... 26 6.1.2 锁销式同步器工作原理 ................................ 27 6.2 锁环式同步器 (27)Ⅱ6.2.1 锁环式同步器结构 .................................... 27 6.2.2 锁环式同步器工作原理 ................................ 28 6.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定 .. (29)7 变速器操纵机构 (32)7.1 直接操纵手动换挡变速器 ................................... 32 7.2 远距离操纵手动换挡变速器 (32)参考文献 (33)Ⅰ前言现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。
变速自行车课程设计
变速自行车课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解变速自行车的基本结构，掌握自行车变速器的工作原理；2. 学生能够描述不同类型的变速自行车及其适用场景；3. 学生了解自行车维护保养的基本知识，特别是变速系统的保养。
技能目标：1. 学生能够正确操作变速自行车，熟练进行换挡，提升骑行效率；2. 学生能够根据道路状况和个人体能，选择合适的档位，提高自行车的操控能力；3. 学生通过实践活动，掌握简单的变速自行车故障排查及处理方法。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对自行车运动的兴趣，认识到自行车作为绿色交通工具的重要性；2. 学生通过学习，增强环保意识和健康生活的态度；3. 学生在小组合作中，培养团队协作精神和尊重他人意见的品质。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程针对初中年级学生设计，结合物理知识与生活实践，注重培养学生的动手能力和实际应用能力。
课程考虑初中生的认知水平和好奇心，通过实践活动激发学习兴趣，强调知识技能与情感态度价值观的并重。
二、教学内容1. 自行车发展史及变速自行车概述- 了解自行车的历史演变，特别是变速自行车的发展；- 介绍变速自行车的优点及在生活中的应用。
2. 变速自行车结构及工作原理- 图解变速自行车的各个部件，重点讲解变速系统的构成；- 深入剖析变速器的工作原理，包括链条、齿轮比等概念。
3. 变速自行车的使用与维护- 教学如何正确使用变速自行车，包括起步、换挡、制动等操作；- 讲解变速自行车的日常保养方法，特别是变速系统的维护。
4. 自行车的选择与适用场景- 分析不同类型的变速自行车，如山地车、公路车等，及其适用环境；- 指导学生根据个人需求和身体条件选择合适的自行车。
5. 实践活动与故障处理- 安排户外实践课程，让学生在实地操作中掌握变速自行车的使用技巧；- 教授基本的故障排查和解决方法，如链条脱落、变速不准确等问题。
教学内容根据教学大纲分阶段进行，结合课本相应章节，确保教学内容与课程目标相匹配，帮助学生系统掌握变速自行车的相关知识。
毕业设计-自行车变速系统的设计
毕业设计-自行车变速系统的设计毕业设计说明书自行车变速系统的设计班级：学号：姓名：学院：软件学院专业：软件工程指导教师：李彦栋陈汝斌2014 年 6 月自行车变速系统的设计摘要自行车变速系统的作用就是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来改变车速快慢。
前齿盘的大小和后齿盘的大小决定了自行车旋动脚蹬时的力度。
前齿盘越大，后齿盘越小时，脚蹬时越感到费力。
前齿盘越小，后齿盘越大时，脚蹬时越感到轻松。
根据不同车手的能力，即可通过调整前、后齿盘的大小调整自行车的车速，或是应对不同的路段、路况。
当转动变速器时，推手将作用于换挡变速器，换挡变速器的工作原理就是拨链器将链条向里或向外推，由于齿轮的齿尖向链条方向翻出一定角度，当链条被推倒该齿尖接触范围时，由于换挡变速器和后轮连接轴的张紧作用，将使得自行车链条转接到后轮后链条不同的档位，实现不同的变速要求。
前面的前链轮的换挡原理和后轮基本一致，只是略有些不同而已。
由次可以看出，两轮（脚踏轮和后链轮）的不同半径轮越多，可变速档位也就越多。
关键词：自行车,换挡变速器,传动装置,拨链器The design of bicycle transmission systemAbstractThe role of the bicycle transmission system is change the speed of thebicycle by changing the chain and the front and rear gear plate size . The size of the front and after chainring crankset determines the intensity of the bicycle pedal when rotating . The larger front chainring , The smaller behind chainring, more pedal feel effortless . The smaller front chainring , the bigger behind chainring , the more we feel relaxed when you pedal . Depending on the capabilities of different drivers , you can adjust the size of the chainring to respond to different sections of the road.When want to chang the speed , the diver will act on the turn transmission .The shift transmission works is put the chain inwards or outwards .Since the gear tooth tip pulls the chain direction,when the chain is pushed into the contact area of the tooth tip. Due to the shift transmission and the tensioning action of the rear connecting shaft,achieve that the different speed requirements. Shift principle in front of the front sprocket wheel is the same basically, just a little bit different. As can be seen from the second, more two (the rear sprocket and the foot whee) radius of the wheel type, the more classes gear position.Keywords：Bicycle, Shift transmission, Transmission Device,derailleur目录1 引言 (1)2 自行车变速系统总体方案的论证 (3)2.1 各级传动比以及主要参数的确定 (3)2.1.1 概述 (3)2.1.2 各级传动齿数的确定 (3)2.1.3 链轮轴转速及功率的确定 (3)2.2 确定变速系统各零件的设计顺序 (3)2.3 运动计算的设计 (3)3 自行车链条的设计 (4)3.1 自行车链条的特点及主要的失效形式 (4)3.1.1 自行车链条的特点 (4)3.1.2 自行车链传动的主要失效形式有 (4)3.2 链条的各参数的确定 (5)3.3 确定零件材料及热处理工艺 (5)4 后拨链器的设计 (6)4.1 后拨链器的特点 (6)4.2 后拨链器材料的选用 (6)4.3 后拨链器的设计条件 (7)4.3.1 调速范围 (7)4.3.2 对应的飞轮各齿间间距 (7)4.3.3 变速性能 (7)4.3.4 弹簧和后拨链器的设计须满足的条件: (7)4.3.5 后拨链器的整体的装配 (7)4.4 连接组的设计 (7)4.4.1 机构的设计 (7)4.4.2 导弹簧的设计 (8)4.4.3 调节螺栓设计及强度校核 (10)4.4.4 铆钉的设计 (11)4.4.5 螺栓的受力分析 (12)4.4.6 螺母的选用 (14)4.5 折片组的设计 (14)4.5.1 后座弹簧的设计 (14)4.6 导轮组的设计 (16)4.6.1 内外防尘板的设计 (16)4.6.2 导轮的设计 (16)4.6.3 导轮弹簧的设计 (16)4.6.4 飞轮的设计 (18)5 设计自行车变速系统的链轮和飞轮 (19)5.1 设计条件 (19)5.2 链轮的高速齿片和飞轮的低速齿片（27齿）的设计 (21)5.3 飞轮的25齿片及齿槽的设计 (23)6 自行车的变速系统的安装及调整的方法 (24)6.1 后下叉的平行度（相当与车架的中心） (24)6.2 一侧的外线固定座及外线长度 (25)6.3 后下叉长度和角度 (25)6.4 三片链轮与后叉头宽度的关系 (25)6.5 后拨链器导轮动程的调整 (25)6.5.1 后变速器在最小飞轮片的位置的调整 (25)6.5.2 后变速器在最大飞轮片的位置的调整 (26)6.5.3 整合安装及调整 (26)6.6 变速器安装位置 (26)6.6.1 导板动程的调整 (26)6.7 链条的长度及其安装 (26)6.7.1 链条的长度 (26)7 结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 引言变速自行车是20世纪80年代开始流行起来的。
自行车自动变速器设计
自行车自动变速器设计赵春锋;周人杰;郭玮【摘要】针对普通自行车手动变速器使用繁琐、保养困难的缺陷,设计了基于单片机的自行车自动变速装置,自动检测自行车时速,并依据使用者的舒适度对自行车设置自动变速.该装置根据单片机采集的自行车发电前花鼓产生的交流电频率来判断车速,与自行车当前的换挡设置进行比较,进而控制安装在车架上的直线步进电机,推动自行车后轮内置式变速器的变速杆达到变速目的.自行车自动变速装置实现了轻松骑行,无需手动换挡,可以适应不同用户的变速设置要求.【期刊名称】《上海工程技术大学学报》【年(卷),期】2011(025)002【总页数】4页(P154-157)【关键词】自行车;自动变速器;单片机【作者】赵春锋;周人杰;郭玮【作者单位】上海工程技术大学工程实训中心,上海201620;上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海201620;上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】U484自行车是一种环保健康的出行代步工具,传统的自行车采用了固定齿比的传动系统,在上坡和起步时相对费力.自行车手动变速器的出现,虽然解决了这个问题,但是,由于需要频繁地使用转动拨杆,使得普通变速车的故障率变高,很大程度上阻碍了人们使用变速功能的热情.基于此,本文设计了一款结构简单,能降低机构故障率,并且能根据自行车时速自动进行变速的变速器[1-5] .1 变速器自动控制系统1.1 变速器自动控制原理整套自行车自动变速器的系统布置如图1(a)所示[6] .前轮的发电花鼓会随着前轮转速的变化而改变其发出电流,并对电源充电.单片机通过信号转换接收电流周期改变的信号,根据信号的强弱判定是否需要进行变速.如果信号周期数值达到了单片机中预定的值,单片机会发出命令,使安装在自行车尾部的直线步进电机作出动作,推动自行车后变速器的变速杆,从而达到自行车变速的目的.图1(b)为自行车后变速机构装配布置图.直线步进电机安放于自行车后叉上,当单片机发送出变速的指令后,直线步进电机即开始运作,通过挡板推动自行车变速后花鼓的变速杆,使自行车变速.图1 自行车自动变速器布置图Fig.1 Layout of automatic transmission of bicycle1.2 自动控制系统组成自行车自动变速控制系统如图2所示.自行车自动变速器内的单片机检测控制系统采用51单片机作为控制核心.光耦作为整形电路的核心,51单片机控制直线步进电机作出相应动作来操纵变速器的变速,让用户能轻松骑行.其工作原理是前轮的发电花鼓产生的正弦波交流电通过整形电路转化为方波信号,方波信号的周期随着发电前花鼓的转速变化呈线性变化,单片机计算方波信号的周期.当周期达到单片机程序预设的值后,单片机发出直线步进电机的命令,经过步进电机驱动器的处理,传输给直线步进电机,使步进电机产生动作,最终达到自动变速的目的.图2 单片机控制系统组成图Fig.2 Composition diagram of SCM controlsystem1.2.1 发电花鼓作为信号检测源在自行车自动变速器中,采用了自行车发电前花鼓作为自行车车速检测源,解决目前市场上普遍采用的踏频信号车速检测器灵敏度低的问题,能够反映在最低速度情况下的速度变化情况.图3为踏频信号车速检测器与发电前花鼓车速检测器在不同车速下产生电压的对比.图3 踏频信号车速检测器与发电前花鼓车速检测器检测灵敏度比较Fig.3 Sensitivity comparison of trample frequency signal detector with front hub generator detector踏频信号车速检测器是在自行车曲柄上安装一个信号发射器,在自行车中轴处装载一个信号接收器,曲柄转动一圈接受一次脉冲信号.这样的器材灵敏度低,当车速低于8 km/h时,由于脉冲信号太弱,传感器难以正确反映速度变化.发电机脉冲信号检测,即在自行车前轴上安装一个小型发电机,利用的是切割磁感线产生电流的原理,通过检测产生的交流电流频率来监测自行车车速,实时反馈车速,使车速检测更精准,而且发电前花鼓经过结构优化,大大减少了发电时所产生的阻力,其对骑行的影响可忽略不计.因此,采用发电前花鼓作为自行车车速检测源的自动变速系统能更精确地测速,使得变速动作更为细腻,骑行感觉更为舒适.1.2.2 自行车速度的采集自行车发电前花鼓在自行车骑行过程中产生的交流电的频率随着车速的变化呈线性变化,如图4(a)所示.左图为发电前花鼓低速转动时,在数字示波器上采集的波形;右图为发电前花鼓高速转动时,在数字示波器上采集的波形.自行车自动变速器的信号采集是对交流电的频率进行采样,与预先设定的标准变速频率进行比对,从而决定是否要进行变速动作.由于交流电的波形是正弦波,测定频率较为困难,所以,在本套系统中先将交流电的正弦波波形转化为方波波形,从而方便单片机进行交流电频率的测量.本文使用了T LP-521光耦将正弦波转化为方波,其优点是抗干扰能力强,输出和输入之间隔离、耐干扰.由于发电前花鼓在中高速运转的过程中极端峰值电压可能会达到100 V以上,采用诸如斯密特触发器等元件进行转换,遇到峰值电压时会对方波的生成造成干扰,并且存在交流电与直流电之间的共地问题,这些可能对转换元件本身带来不可逆的损害.而光耦合器则解决了这样的问题,其输入端和输出端电气隔离,发电花鼓高速运作中产生的峰值电压对生成的方波信号没有丝毫影响.图4(b)左图为低速状态下,在数字示波器上采集的方波波形;右图为高速状态下在数字示波器上采集的方波波形.图5为利用光耦合器进行频率采集的原理图.图4 发电花鼓在不同车速下的波形图Fig.4 Waveforms of generator hub in different speeds图5 频率采集电路图Fig.5 Circuit diagram of frequency acquisition2 控制系统软件周期测量使用的是51单片机中自带的计数器进行计算测量,测定脉冲的周期,计算出脉冲频率,晶振频率为12 MHz.通过键盘对单片机进行信号设置后,开始信号采集.当接收到一个低电平时,51单片机内计数器开始计数,直到接收到一个高电平,停止计数.通过计算得出频率值,将频率与预设信号值作比较,如果符合调速条件,则发出脉冲信号使步进电机进行调速动作,并将挡位通过发光二极管(LED)显示[7-9] .图6为整套变速控制系统的流程图.图6 变速控制系统流程图Fig.6 Flow diagram of transmission control system 本套自行车自动变速器在设计初,即为替代用户思考自行车变速时机的系统,但是每个人对于速度和体力消耗的理解各不相同.因此,在本文这套系统上增设了用户的微调开关和数码管显示,方便用户对于各挡位的速度预设值进行调整.如果用户觉得骑行中挡位的变化过快,自己来不及适应,可以升高各挡位之间速度的预设值,延缓系统变速的时间;相反,如果用户觉得骑行过程中挡位的变化过慢,消耗了自己的体力而速度没有明显变化,则可以降低各挡位之间的速度预设值,加快系统变速的时间.通过这套速度微调装置的设定,用户可以拥有符合自己使用习惯的自动变速系统,在骑行过程中能更加省力.3 结语自行车变速器采用发电前花鼓作为速度采集设备,解决了市场上一般的速度检测器材灵敏度低的问题.同时,采用单片机控制自行车变速动作,无需用户干预,用户不必学习自行车变速的相关知识就能享受变速自行车轻松快速的骑行特点,特别适合老年人和女性等一些不习惯复杂的自行车变速动作的骑行者.整套装置结构简单,无需维护,方便维修,能通过简单设置以适应不同用户的变速设置要求.整套系统在达到批量生产之后,能将成本控制在人民币600元左右,相对于日本售价12 000日元的自行车自动变速系统来说,更能让消费者接受.如果在有内三速变速器的自行车基础上进行升级改装,还可将成本控制在200元以内,性价比更高.参考文献:[1] 薛荣生,林毓培,郝充志.数字智能传动传感化自动控制系统在电动自行车上的应用[J] .中国自行车,2007(8):26-36.[2] 沈爱国.推杆式内三变速器[J] .中国自行车,1994(9):12.[3] 王维德.以电脑控制使自行车自动变速的方法与装置:中国,95102805.7[P] .1995-03-28.[4] 薛荣生.一种可自动感知路况的智能化自动变速器[J] .电动自行车,2008(5):32.[5] 江南.CVG自行车自动无级变速器夺人眼球[J] .中国自行车,2007(9):26.[6] 岛野株式会社.自行车的自动变速控制装置及其方法:中国,02146927.X[P] .2002-10-16.[7] 王秀和.电机学[M] .北京:机械工业出版社,2009.[8] 戴佳,戴卫恒,刘博文.51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M] .北京:电子工业出版社,2008.[9] 杨国田,白焰,董玲.51单片机实用C语言程序设计与典型实例[M] .北京:中国电力出版社,2009.。