雪地自行车说明书

一概要

1.1 设计要求

对现有的产品进行调研分析，结合参考文献的功能结构图，功能层层分解的表达，完善总功能，要求：（1）完成设计产品实体模型以及其爆炸图各一张；（2）装配图一张；（3）产品各零部件的CAD图一份。

1.2 设计进度表

表1 设计时间进度表

雪地自行车的方案设计

内容

内容

时间1 2 3 4 5 6 7 8 9 1

1

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

9

2

2

1

市场调研●

功能分析●

方案设计●

方案评价●

模型制作●

编写说明书—●

二市场调研

2.1 雪地自行车市场状况

雪地自行车是一种经过特殊设计的运动器材，以便人们在雪地能像在陆地一样骑车而行。它包含了高山滑雪的原理和山地自行车的冒险，因而深得人们的喜爱。

雪地自行车的装备是滑雪板和自行车的结合，有车架、车座和车把，但车轱辘被滑雪板取代，下山和普通滑雪差不多，上山只能借助缆车。驾驶这种雪地自行车关键是掌握转弯技巧，与普通滑雪一样，身体倾斜实现转弯，通过转弯调整速度，开始时可能需要双脚辅助，熟练后，控制好前后两个滑雪板就行了。

雪地自行车最吸引人、也是这项运动最刺激的一点，就是人们能在雪地里获得高速滑行的乐趣——雪地自行车的最高时速能达到每小时106英里。寻求刺激的人们还在雪地里设置各种障碍，让比赛难度晋级、挑战加倍。

现有的自行车主要有两种大类型，第一类是前轮被滑雪板代替而后轮是传动带在雪地里滑行。第二大类就是前后自行车车轮都被滑雪板所代替，没有车闸以及传动装置。如下图所示：

图1 第一类雪地自行车

图2 第二类雪地自行车

2.2 雪地自行车发展趋势

随着经济的发展各个领域都在提倡以人为本甚至以自然为本。旧的设计观念一定会淘汰。说以雪地自行车的发展方向应该和以人为本靠拢，应该使人们在行驶的过程中更加省力。在安全方面，应该使得及时就算驾驶者即使翻车也不会受到大的伤害，把伤害降到最低。

三原理方案设计

3.1对现有产品进行分析

要设计一款有市场推广性的雪地自行车，就必须对现有产品进行充分的了解，对其进行细致的分析研究，下面对市场上现有的几款雪地自行车进行一系列的分析和比较。

产品A

图3 产品A

A-1:车把部件 A-2：前闸部件 A-3：车架部件 A-4：前叉部件

A-5：前轴部件 A-6：滑雪板部件 A-7：中轴部件 A-8：脚蹬部件

A-9：后闸部件 A-10：链条部件 A-11：后轮部件 A-12：滑动带部件

A-13：支架部件 A-14：后轴部件 A-15：坐垫部件 A-16：链轮部件

产品B

图4 产品B

B-1:车把部件 B-2：前闸部件 B-3：车架部件 B-4：前叉部件B-5：前轴部件 B-6：前轮部件 B-7：中轴部件 B-8：脚蹬部件B-9：后闸部件 B-10：链条部件 B-11：后轮部件 B-12：车铃

B-13：支架部件 B-14：后轴部件 B-15：坐垫部件 B-16:链罩部件产品C

图5 产品C

C-1:车把部件 C-2：前闸部件 C-3：车架部件 C-4：前叉部件

C-5：前滑雪板 C-6：中轴部件 C-7：后架部件 C-8：脚蹬部件

C-9：后闸部件 C-10：链条部件 C-11：后滑雪板部件 C-12：后滑动带部件C-13：后轴部件 C-14：坐垫部件

产品D

图6 产品D

D-1:车把部件 D-2：车架部件 D-3：前叉部件 D-4：前滑雪板

D-5：脚用滑雪踏板部件 D-6：坐垫部件 D-7：后滑雪板部件根据之上对四种产品的分析可以整理出雪地自行车的功能元及解，以及可以添加的新解。列出下表。

表2 功能元求解

3.2形态矩阵图

根据对以上方案的分析，得出形态矩阵图如下。

表3 形态矩阵

功能元 产品序号 产品A 产品B 产品C 产品D

附加解

数目

控制 制动 A-2 A-9 B-2 B-9 C-2 C-9

悬臂刹车 4 转向 A-1 A-6 A-4 B-1 B-6 B-4 C-1 C-5 C-4 D-1 D-4 D-3 9（三种

车把，三种前轮）

变速

A-16 （链轮的齿数变化）

齿轮

2 报警按铃 B-12 铁铃铛 2

移 位 驱动 人力 人腿 A-8 A-7 人力 人腿 B-8 人力 人腿 C-8 人力 人腿 D-5 电动 椭圆型脚踏 8（四种脚蹬，两种能量） 传动

A-10 A-5 A-7 A-14 A-10 A-11 A-12 B-5 B-7 B-10 B-11 B-14 C-13 C-6 C-10 C-11 C-12

D-7

3

支撑

和 联接

人 A-15

B-15 C-14 D-6

2

物 C-7 一个后架

2 自 支 撑

A-3 A-13 B-13 B-3 B-16

C-3

D-2

椭圆形车架

5

考虑辅助功能各项，由此矩阵图可得出组成雪地自行车的解有69120种。显然这些解里有很多十分相似、不合理或者明显没有优势的，还有部分解不相容。因此首先对各个功能元的解进行分析，首先将功能远里明显没有优势的解项去掉，然后再进行组合。

3.3功能树以及功能结构图

根据以上分析得出雪地自行车的功能树以及功能结构图如下图所示。