傳動軸式自行車的設計（全套含CAD圖紙、SW三維模型）,傳動軸,自行車,設計,全套,CAD,圖紙,SW,三維,模型 傳動軸式自行車的設計 郝良慶 （塔里木大學機械電氣化工程學院，新疆 阿拉爾 843300） 摘 要：我國是一個自行車大國，針對傳統(tǒng)鏈傳動自行車出現(xiàn)的一些問題，容易掉鏈，傳動效率地等問題設計開發(fā)了傳動軸式自行車。該自行車采用傳動軸代替鏈條的方式，前部用一對錐齒輪改變方向中間采用傳動軸后部采用一對錐齒輪改變方向再通過棘輪機構與后輪相連接實現(xiàn)傳動，該自行車傳動部分改為傳動軸，其他部分與普通自行車相似。 關鍵詞：自行車；傳動軸；錐齒輪；設計 中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號： 引言 在科技日益發(fā)達的當今社會，新型技術不斷被研發(fā)并輻射到社會的實際運用中去，隨著人們環(huán)境意識的不斷增強，人們都在尋著能夠省時省力節(jié)能的新型代步工具！都在為共創(chuàng)和諧的節(jié)約型社會而努力！ 隨著居民生活水平的不斷提高，自行車的使用不僅僅再是普通的代步工具，而逐漸成為人們娛樂、休閑、鍛煉的首選工具。行駛途中，可以當做普通自行車騎行鍛煉身體，隨著時間的推移，原始簡單的鏈傳動自行車已不再滿足人們的心里，人們都希望完善自行車的傳動方式功用，以給人們帶來更多的方便。 從早期的自行車雛型出現(xiàn)，到今天種類繁多、形式多樣的自行車產(chǎn)品，已經(jīng)歷了近200年的歷史，隨著社會的發(fā)展、技術的進步、產(chǎn)品的更新、生活節(jié)奏的加快, 人們在享受物質(zhì)生活的同時, 更加注重產(chǎn)品的方便、舒適、可靠、價值、安全、效率等人機性能, 創(chuàng)新設計即充分發(fā)揮人的創(chuàng)造才能,利用技術原理進行創(chuàng)新構思的設計實踐活動，其目的是為人類社會提供富有新穎性和先進性的產(chǎn)品.因此，創(chuàng)新設計的基本特征是新穎性和先進性?！靶路f性”就是設計者不拘于前人或別人已有的成就,敢于根據(jù)從未嘗試過的想法去進行新的探索,設計出別具一格的產(chǎn)品?！跋冗M性”就是設計的產(chǎn)品不僅應標新立異，而且在技術水平上比現(xiàn)有的類似產(chǎn)品要超前一步，即在功能、性能、結構等方面顯示出新的特點和實質(zhì)性的改進，創(chuàng)新設計即充分發(fā)揮人的創(chuàng)造才能，任何一種設計都離不開創(chuàng)新，工業(yè)設計領域中,無論是對傳統(tǒng)產(chǎn)品的改進性設計,還是對新產(chǎn)品的開發(fā)性設計都需要創(chuàng)新。因此,對自行車進行創(chuàng)新設計和概念設計具有重要意義，對傳動軸自行車設計通過對鏈輪改造，把前鏈輪改造成一對錐齒輪傳動 中間通過傳動軸代替鏈條，后輪在通過一對錐齒輪改變傳動的方向設計要求 1 設計原理及機構 1.1 設計原理 針對自行車的掉鏈和傳動效率低問題研制了傳動軸式自行車，該自行車前部采用一對錐齒輪中間采用傳動軸后部采用一對錐齒輪，從而就改變了現(xiàn)有自行車的缺點，掉鏈和傳動效率低和有鏈傳動帶來的噪音等問題。傳動部分如圖1所示。 1 錐齒輪 2錐齒輪 3傳動軸 4錐齒輪 5錐齒輪 圖1 傳動的主要零部件 其優(yōu)點是不會產(chǎn)生掉鏈，效率較高，不會對出現(xiàn)對褲子出現(xiàn)的撕咬，填補了國內(nèi)沒有該形式的自行車的空白，使對自行車感覺會更加舒適和平穩(wěn)，提高了各部分的通用性能， 1.2 總體設計 傳動軸式自行車的整體布局如圖2 1車胎 2輻條 3后軸 4后部錐齒輪殼體 5軸承端蓋 6傳動軸 7車座 8車架 9與車架固定螺栓 10軸承端蓋螺栓 11前部錐齒輪殼體 12自行車車把 圖2 傳動軸自行車總體布局圖 該自行車在人的腳動力下驅(qū)動，工作時人腳驅(qū)動腳蹬子帶動軸，有軸帶動前部一對錐齒輪轉(zhuǎn)動，在通過軸傳遞給傳動軸，再有傳動軸傳遞給尾部的一對錐齒輪使其轉(zhuǎn)動，然后在傳遞給棘輪機構，有棘輪機構傳遞給自行車后輪，使自行車能夠在大地上行駛，該自行車傳動部分追要有三大部分，前部錐齒輪系統(tǒng)，中間傳動軸系統(tǒng)，和尾部錐齒輪系統(tǒng)，前部錐齒輪系統(tǒng)主要作用是，改變傳動的方向和增速，中間傳動軸主要是能夠較遠距離的傳遞動力，傳動軸花鍵的作用是能夠由于十字軸轉(zhuǎn)動使傳動軸的軸向的位移得到平衡，尾部錐齒輪的作用改變方向進一步的使系統(tǒng)增速， 其主要技術參數(shù)如下: 外形尺寸/mm：1735×1040×520 作業(yè)速度/km/h ：10~15 驅(qū)動力轉(zhuǎn)速r/min : 60 2 關鍵部件設計 2.1 傳動軸 錐齒輪 傳動軸采用45剛制造，中間采用空心式的，外徑為12mm內(nèi)徑為6mm，傳動軸分為兩段前段部分和后段部分，中間用矩形花鍵連接傳動軸的設計公式如下 式中 d-計算截面處軸的直徑 -與材料有關的常數(shù) P-軸傳遞的功率 -常數(shù)通常取0.5-0.6 n –軸的轉(zhuǎn)速 每對錐齒輪的小齒輪的材料使用40Cr，大齒輪使用45鋼，按吃面接觸疲勞強度設計 -彈性影響系數(shù) -需用應力 K-動載系數(shù) -轉(zhuǎn)矩 -齒寬系數(shù) -傳動比 2.2 其它部件 對原有的棘輪機構進行改造如圖3 圖3改造后的棘輪 改造后的棘輪使其能夠與最后一級齒輪結合使其能夠?qū)崿F(xiàn)傳動， 對車架的改造如圖4 圖4 對自行車架的改造 1處的改造使其能夠與齒輪箱相連接并將齒輪箱固定住，2處的改造是為了不讓傳動軸與傳動軸干擾。 3結論 1）該自行車能夠有效的避免普通鏈傳動自行車所帶來的掉鏈，傳動效率低，由于騎車不當帶來了的撕咬衣服等問題。該自行車完全滿足自行車的行駛要求。 2）該自行車首次提出了以傳動軸傳動代替普通自行車的鏈條傳動。提高了傳動效率傳動效率在91%左右，使人騎起來感覺會更加的省力。 3）若這種新的傳動方式能夠勾起那些近距離開車的人放棄開車，改為以這種自行車代步，那我們便會減少汽車的尾氣排放更好的保護我們的環(huán)境。 參考文獻 [1]孟憲源,姜琪.機構構型與應用[M].機械 工業(yè)出版社,1966. [2]吳宗澤,羅圣國.機械設計課程設計手冊 [M].高等教育出版社,1965. [3]成大先,機械設計手冊—機械傳動[M [ ].化學工業(yè)出版社，1982. [4]孫桓, 陳作模, 葛文杰.機械原理[ M].[第七版.高等教育出版社，1967. [5]傳動軸萬向節(jié)安裝[M]. 實用汽車技術，2006/03 [6 ]陳敏 , 劉曉敘.AUTOCAD教程[M].機械工 業(yè)出版社，1988. [7]江耕華，胡來瑢，陳啟松 .機械傳動設計 手冊（上冊[M]）.北京：煤炭工業(yè) 出版 社,1982. [8]成大先 ,機械設計手冊（單行本） .軸承 [M], 化學工業(yè)出版社，1982. [9]成大先,機械設計手冊（單行本）[M]. 機 械制圖·極限與配合,化學工業(yè)出版社，20 11 [10]龔淅義 ,羅圣國 李平林 張立乃 黃少 顏編機械設計課程設計指導書（第二 版 ）[M] .高等教育出版社，1992. [11]濮良貴 紀名剛主編. 機械設計（第七 版）[M].西北工業(yè)大學機械原理及機械 零件教研室,高等教育出版社，2006. [12]成大先, 機械設計手冊（單行本） 軸及 其聯(lián)接[M], 化學工業(yè)出版社,1982. [13]吳宗澤 羅圣國, 機械設計課程設計手 冊[M] ,機械工業(yè)出版社,1965. [14]吳宗澤,機械結構設計[M]，北京機械工 業(yè)出版社,1989. [15] 羊拯民主編.傳動軸和萬向節(jié)[M].北京：人民交通出版社，1986．47～88 Drive Axle Type Bicycle Design Hao Liangqing （College of Mechanical and Electrical Engineering，Tarim University，Alar 843300，China） Abstract: China is a big country in view of the traditional bicycle, chain transmission bicycle problems, easy to swap chain, transmission efficiency, etc. Design and development of a transmission shaft type bicycle. The bike the drive shaft instead of the chain mode, front with a pair of bevel gear change direction is used in the middle drive shaft rear uses a pair of bevel gears change the direction through the ratchet mechanism and the rear wheel are connected to realize transmission, the bicycle transmission part to drive shaft, and the other parts are similar to ordinary bicycle. Key words: Bicycle; drive shaft; bevel gear; design